DE202012013732U1

DE202012013732U1 - Rauchartikel und ihre Verwendung zur Gewinnung von Inhalationsmaterialien

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Publication number: DE202012013732U1
Application number: DE202012013732.8U
Authority: DE
Original assignee: RAI Strategic Holdings Inc
Current assignee: RAI Strategic Holdings Inc
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: EP3735846A1; KR102169542B1; EP3881693A3; KR20200015797A; EP4026439A1; KR102592608B1; EP3729984A1; DE202012013733U1; ES2971936T3; KR101971306B1; EP3020291B1; US9930915B2; KR20140070543A; HK1199183A1; US20130037041A1; KR20190042101A; US20150272225A1; PL3735846T3; US20180192707A1; EP3881693A2

Abstract

Elektronischer Rauchartikel, der aufweist:
einen im Wesentlichen rohrförmig geformten Patronenkörper;
ein im Wesentlichen rohrförmig geformtes inhalierbares Substanzmedium, das eine inhalierbare Substanz damit umfasst, wobei das inhalierbare Substanzmedium innerhalb des Patronenkörpers positioniert ist, um einen ringförmigen Raum zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Patronenkörper zu definieren, wobei der ringförmige Raum ein Polymermaterial aufweist;
ein elektrisches Heizelement; und
ein Steuergehäuse mit einem Eingreifende, das betriebsfähig mit der Patrone verbunden ist und eine elektrische Energiequelle, die Leistung an das elektrische Heizelement bereitstellt, aufweist;
wobei das inhalierbare Substanzmedium betriebsfähig mit dem elektrischen Heizelement positioniert ist, um wenigstens einen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums ausreichend zu erhitzen, um einen Dampf in dem ringförmigen Raum zu bilden, der die inhalierbare Substanz aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Aerosolabgabeartikel und ihre Verwendung, um Tabakkomponenten oder andere Materialien in einer inhalierbaren Form zu liefern. Die Artikel können aus Tabak hergestellt werden oder davon abstammen oder in anderer Weise Tabak für den menschlichen Konsum enthalten. Insbesondere stellt die Erfindung Artikel bereit, wobei Tabak, ein aus Tabak stammendes Material oder ein anderes Material, vorzugsweise ohne wesentliche Verbrennung, erhitzt wird, um eine inhalierbare Substanz bereitzustellen, wobei die Substanz in den verschiedenen Ausführungsformen in einer Dampf- oder Aerosolform ist.
Hintergrund
Über die Jahre wurden viele Rauchartikel als Verbesserungen oder Alternativen zu Rauchprodukten, die auf der Verbrennung von Tabak basieren, vorgeschlagen. Beispielhafte Alternativen umfassten Vorrichtungen, in denen ein fester oder flüssiger Brennstoff verbrannt wird, um Wärme an Tabak zuzuführen, oder bei denen eine chemische Reaktion verwendet wird, um eine derartige Wärmequelle bereitzustellen.
Der Punkt der Verbesserungen oder Alternativen zu Rauchartikeln war typischerweise, Sinnesempfindungen bereitzustellen, die mit Zigaretten-, Zigarren- oder Pfeifenrauchen verbunden werden, ohne wesentliche Mengen von Produkten unvollständiger Verbrennung oder Pyrolyse zu liefern. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Rauchprodukte, Geschmacksstoffgeneratoren und medizinische Inhalatoren vorgeschlagen, die elektrische Energie verwenden, um ein flüchtiges Material zu verdampfen oder zu erhitzen, oder versuchen, die Sinneswahrnehmungen von Zigaretten-, Zigarren- oder Pfeifenrauchen bereitzustellen, ohne Tabak zu verbrennen.
Stellvertretende Zigaretten oder Rauchartikel, die beschrieben und in einigen Fällen im Handel verfügbar gemacht wurden, umfassen die, welche beschrieben sind in: US-Patent 4 735 217 von Gerth et al.; den US Patenten 4 922, 901, 4 947 874, und 4 947 875 von Brooks et al.; US-Patent 5 060 671 von Counts et al.; US-Patent 5 249 586 von Morgan et al.; US-Patent 5 388 594 von Counts et al.; US-Patent 5 666 977 von Higgins et al.; US-Patent 6 053 176 von Adams et al.; US 6 164 287 von White; US-Patent 6 196 218 von Voges; US-Patent 6,810,883 von Felter et al.; US-Patent 6 854 461 von Nichols; US-Patent 7 832 410 von Hon; US-Patent 7 513 253 von Kobayashi; US-Patent 7 726 320 von Robinson et al.; US-Patent 7 896 006 von Hamano; US-Patent 6 772 756 von Shayan; US-Patentveröffentlichungsnr. 2009/0095311 von Hon; US-Patentveröffentlichungsnr. 2006/0196518 , 2009/0126745 und 2009/0188490 von Hon; US-Patentveröffentlichungsnr. 2009/0272379 von Thorens et al.; US-Patentveröffentlichungsnr. 2009/0260641 und 2009/0260642 von Monsees et al.; US-Patentveröffentlichungsnr. 2008/0149118 und 2010/0024834 von Oglesby et al.; US-Patentveröffentlichungsnr. 2010/0307518 von Wang; und WO 2010/091593 von Hon. Noch weitere Beispiele umfassen Produkte, die im Handel unter den Namen ACCORD^®; HEATBAR™; HYBRID CIGARETTE^®, RUYAN VEGAS™; RUYAN E-GAR™; RUYAN C-GAR™; E-MYSTICK™; und IOLITE^® Vaporizer erhältlich sind.
Artikel, die den Geschmack und die Sinneswahrnehmung von Rauchen erzeugen, indem Tabak elektrisch erhitzt wird, leiden unter der unbeständigen Freisetzung von Geschmackstoffen oder anderen inhalierbaren Materialien. Elektrisch geheizte Rauchvorrichtungen waren ferner in vielen Fällen auf die Anforderung einer externen Heizvorrichtung beschränkt, die unpraktisch war und die Raucherfahrung beeinträchtigte. Folglich kann es wünschenswert sein, einen Rauchartikel bereitzustellen, der die Sinneswahrnehmungen von Zigaretten-, Zigarren- oder Pfeifenrauchen bereitstellen kann, der dies ohne Verbrennung von Tabak erledigt, der dies ohne die Notwendigkeit einer Verbrennungswärmequelle erledigt und der keine Verbrennungsprodukte erzeugt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt allgemein Artikel bereit, die für die Abgabe einer oder mehrerer inhalierbarer Substanzen (einschließlich Nikotin) über die Lunge verwendet werden können. In gewissen Ausführungsformen betrifft die Erfindung Rauchartikel, die ein elektrisches Heizelement und eine elektrische Leistungsquelle verwenden, um die inhalierbare Substanz in einer Dampf- oder Aerosolform bereitzustellen und auch andere Sinneswahrnehmungen, die mit Rauchen verbunden sind, bevorzugt ohne im Wesentlichen Tabak oder andere Substanzen zu verbrennen oder vollständig zu verbrennen, bereitzustellen, wobei wenig oder keine Verbrennungs- oder Pyrolysepodukte einschließlich Kohlenmonoxid erzeugt werden und wenig oder kein Seitenströmungsrauch oder Geruch erzeugt wird. Das elektrische Heizelement sorgt fast sofort nach dem Nehmen eines Zugs von dem Artikel für das Heizen und kann über den Zug hinweg und über etwa 6 bis etwa 10 Züge an dem Artikel, was ähnlich der Anzahl von Zügen ist, die von einer typischen Zigarette erhalten wird, für die Abgabe eines Aerosols sorgen.
In gewissen Ausführungsformen stellt die Erfindung somit einen Artikel für die Bildung einer inhalierbaren Substanz bereit. Der Artikel kann einen im Wesentlichen rohrförmig geformten Patronenkörper mit einem Eingreifende, einem entgegengesetzten Mundende, das aufgebaut ist, um den Durchgang der inhalierbaren Substanz zu einem Konsumenten zuzulassen, und einer Wand mit einer Außenoberfläche und einer Innenoberfläche aufweisen. Die Innenoberfläche der Patronenkörperwand kann einen inneren Patronenraum definieren, der ein im Wesentlichen rohrförmig geformtes inhalierbares Substanzmedium mit einer Wand mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche umfasst, um einen ringförmigen Raum mit einem spezifizierten Volumen zwischen der Außenoberfläche der Wand des inhalierbaren Substanzmediums und der Innenoberfläche der Patronenwand zu definieren. Das inhalierbare Substanzmedium kann insbesondere auch ein erstes Ende in der Nähe des Mundendes der Patrone und ein zweites Ende in der Nähe des Eingreifendes der Patrone haben. Der Artikel kann ferner ein elektrisches Heizelement aufweisen, das wenigstens einen Abschnitt der Wand des inhalierbaren Substanzmediums ausreichend erhitzt, um Dampf, der die inhalierbare Substanz aufweist, in dem ringförmigen Raum auszubilden. Der Artikel kann auch ein Steuergehäuse mit einem Aufnahmeende, das an dem Eingreifende der Patrone eingreift, aufweisen. Als Solches können das Steuergehäuse und der Patronenkörper als betriebsfähig verbunden gekennzeichnet werden. Ein derartiges Aufnahmeende kann insbesondere eine Kammer mit einem offenen Ende zum Aufnehmen des Eingreifendes der Patrone umfassen. Das Steuergehäuse kann ferner eine elektrische Energiequelle (von der wenigstens ein Teil an dem Aufnahmeende und/oder innerhalb der Aufnahmekammer positioniert sein kann) aufweisen, die Leistung an das elektrische Heizelement bereitstellt. Wenn das Eingreifende der Patrone in spezifischen Ausführungsformen an dem Aufnahmeende des Steuergehäuses angreift (wie etwa, wenn es eine definierte Strecke in die Kammer des Steuergehäuses gleitet) werden das inhalierbare Substanzmedium und das elektrische Heizelement ausgerichtet, um das Heizen wenigstens eines Abschnitts des inhalierbaren Substanzmediums zuzulassen. Die elektrische Energiequelle (oder eine Komponente oder Erweiterung davon) kann so mit dem inhalierbaren Substanzmedium und dem elektrischen Heizelement ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann das elektrische Heizelement (und wahlweise die elektrische Energiequelle) als betriebsfähig mit dem inhalierbaren Substanzmedium positioniert gekennzeichnet werden.
Der erfinderische Artikel kann eine Anzahl von Formen und Größen annehmen. Zum Beispiel kann die Patrone im Wesentlichen zylindrisch geformt sein. Ferner kann die Patrone einen Querschnitt haben, der durch eine Form definiert ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus rund, oval und quadratisch besteht. Das Eingreifende der Patrone kann auch eine Öffnung umfassen, die ausreichend bemessen und geformt ist, um wenigstens eine Komponente der elektrischen Energiequelle aufzunehmen. Die Patrone kann auch eine Ummantelung aufweisen, die nützlich sein kann, um dem Artikel verschiedene Eigenschaften zu verleihen. Zum Beispiel kann die Ummantelung ein Filtermaterial umfassen, das in der Nähe des Mundendes der Patrone positioniert ist. Somit kann das Mundende der Patrone als teilweise verschlossen gekennzeichnet werden, wobei diese Kennzeichnung auch weitere Komponenten der Patrone, wie etwa den Patronenrahmen an dem Mundende der Patrone, betreffen kann.
Das inhalierbare Substanzmedium kann eine Vielfalt an Materialien aufweisen, die nützlich für die Erleichterung der Abgabe einer oder mehrere inhalierbarer Substanzen an einen Konsumenten sind. In bestimmten Ausführungsformen kann das inhalierbare Substanzmedium Tabak und/oder ein von Tabak stammendes Material aufweisen. Das inhalierbare Substanzmedium kann auch ein aerosolbildendes Material aufweisen, das selbst ein von Tabak stammendes Material umfassen kann. In spezifischen Ausführungsformen kann das aerosolbildende Material ein mehrwertiger Alkohol (z.B. Glyzerin) sein. In anderen Ausführungsformen kann das inhalierbare Substanzmedium ein festes Substrat aufweisen. Ein derartiges Substrat kann selbst Tabak (z.B. Tabakpapier, das aus rekonstituiertem Tabak ausgebildet ist) aufweisen, so dass die inhalierbare Substanz für das Substrat natürlich sein kann. Alternativ kann das Substrat einfach ein Papiermaterial oder anderes Material sein, das die inhalierbare Substanz darauf beschichtet hat oder das die inhalierbare Substanz darin absorbiert oder adsorbiert hat. In einer bestimmten Ausführungsform kann das inhalierbare Substanzmedium einen dünnen Tabakbrei und ein aerosolbildendes Material, das auf das feste Substrat beschichtet oder darin absorbiert oder adsorbiert ist, aufweisen. Das inhalierbare Substanzmedium kann ferner andere Komponenten, wie etwa eine Dampfsperre, auf der Innenoberfläche oder der Außenoberfläche der Wand, aufweisen. Insbesondere kann die Dampfsperre auf der Oberfläche der Wand des inhalierbaren Substanzmediums positioniert sein, die benachbart zu dem elektrischen Heizelement ist, wenn das inhalierbare Substanzmedium erhitzt wird.
Das inhalierbare Substanzmedium kann nur an den Enden des inhalierbaren Substanzmediums an dem Patronenkörper angebracht sein. Auf diese Weise kann das inhalierbare Substanzmedium als innerhalb der Patrone gespannt gekennzeichnet werden. Das Volumen des ringförmigen Raums zwischen der Außenoberfläche der Wand des inhalierbaren Substanzmediums und der Innenoberfläche der Patronenkörperwand kann etwa 5 ml bis etwa 100 ml sein und kann einen dynamischen Kopfraum bereitstellen, der für den Durchgang einer Kombination aus Aerosol und Luft sorgt, der im Wesentlichen einem durchschnittlichen Zugvolumen entspricht, das erwünscht ist, um eine gewünschte Menge der inhalierbaren Substanz (z.B. in der Form des Aerosols) zu liefern. Die Anbringung des inhalierbaren Substanzmediums an dem Eingreifende des Patronenkörpers kann aufgebaut werden, um die Bewegung von Luft in den ringförmigen Raum zu erleichtern, um das Aerosol und die inhalierbare Substanz für die Inhalation durch einen Benutzer durch das Mundende des Artikels zu leiten.
Die Aufnahmekammer des Steuergehäuses kann durch eine Wand mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche definiert werden, wobei die Wand einen Querschnitt hat, der im Wesentlichen ähnlich dem Querschnitt der Patrone geformt ist. Die Kammerwand kann auch eine oder mehrere Öffnungen darin umfassen, um den Eintritt von Umgebungsluft in die Kammer zu ermöglichen, und auf diese Weise, wie vorstehend beschrieben, die Bewegung der inhalierbaren Substanz aus dem ringförmigen Raum zu erleichtern. Alternativ kann die Kammer an dem Aufnahmeende des Steuergehäuses nicht vorhanden sein oder kann durch eine oder mehrere Führungskomponenten (z.B. Erweiterungen des Gehäuses des Steuergehäuses) ersetzt werden, welche die Patrone in eine richtige Ausrichtung mit dem Steuergehäuse führen. In einigen Ausführungsformen können die Wände, welche die Kammer definieren, als Beispiele für eine Führungskomponente gekennzeichnet werden. Auf diese Weise könnte die Führungskomponente im Wesentlichen ähnliche Abmessungen wie die Kammerwände haben.
Die elektrische Energiequelle kann im Wesentlichen eine Anschlussdose sein, die für die Übertragung von elektrischen Strom von der Leistungsquelle an das Heizelement sorgt. In spezifischen Ausführungsformen kann die elektrische Energiequelle einen Vorsprung umfassen, der sich von dem Steuergehäuse (z.B. durch die Aufnahmekammer und bevorzugt ungefähr zu dem offenen Ende der Kammer) erstreckt. Wenn das elektrische Heizelement ein Komponententeil des Steuergehäuses ist, kann das elektrische Heizelement insbesondere an diesem Vorsprung an der elektrischen Energiequelle angebracht sein. In derartigen Ausführungsformen kann das Heizelement elektrische Kontakte umfassen, die sich von dem Heizelement erstrecken und in die Anschlussdose in der elektrischen Energiequelle eingesetzt werden. Dies kann eine permanente, nicht entfernbare Verbindung der Kontakte in die Anschlussdose sein.
Das Heizelement kann insbesondere ein Widerstandsdraht sein, der Wärme erzeugt, wenn ein elektrischer Strom hindurchgeht. In spezifischen Ausführungsformen kann das Heizelement integral mit dem Inhalationssubstanzmedium sein.
In spezifischen Ausführungsformen kann das Heizelement mehrere Komponenten aufweisen. Zum Beispiel kann das Heizelement einen Widerstandsdraht mit im Wesentlichen kleinen Abmessungen aufweisen, und ein Wärmeverteilungselement kann damit verbunden sein, um die erzeugte Wärme über einen größeren Bereich zu verteilen.
Das elektrische Heizelement (oder das Wärmeverteilungselement) kann insbesondere auf dem Vorsprung nur entlang eines Abschnitts mit definierter Länge vorhanden sein, und ein derartiger Abschnitt kann insbesondere in der Nähe des Endes des Vorsprungs an dem offenen Ende der Kammer sein. Der Abschnitt definierter Länge kann etwa 5% bis etwa 50% der Länge des Vorsprungs umfassen. Auf diese Weise kann abschnittsweises Heizen derart bereitgestellt werden, dass das Heizelement nur einen Bereich des inhalierbaren Substanzmediums, der kleiner als die Gesamtlänge des Mediums ist, umfassen wird. Vorzugsweise umfasst das Heizelement (oder das Wärmeverteilungselement) eine Länge von etwa einem Sechstel bis etwa einem Zehntel des inhalierbaren Substanzmediums, wobei das Medium in etwa sechs bis etwa 10 Abschnitten oder Zügen vollständig verbraucht werden kann. Um dies zu erreichen, kann die Patrone insbesondere auf einer Strecke an dem Vorsprungabschnitt mit dem darauf vorhandenen elektrischen Heizelement, vorbei schrittweise vorrücken. Ein derartiges schrittweises Vorrücken kann von einem Konsumenten, zum Beispiel unter Verwendung eines Druckknopfs, um die Patrone innerhalb der Aufnahmekammer vorzurücken, oder einfach durch Klopfen bzw. Antippen auf die Patrone, manuell gesteuert werden. In spezifischen Ausführungsformen kann der Artikel einen Zugbetätigten Schalter aufweisen, der die Patrone automatisch an dem Vorsprungabschnitt vorbei schrittweise vorrückt. Dadurch kann die Strecke, die von der Patrone während des schrittweisen Vorrückens zurückgelegt wird, direkt in Bezug zu der Dauer des Zugs gesetzt werden.
In anderen Ausführungsformen kann das elektrische Heizelement immer noch in dem Steuergehäuse positioniert sein, aber der Artikel kann anstelle des abschnittsweisen Erhitzens für eine Massenerhitzung des inhalierbaren Substanzmediums sorgen. Zum Beispiel kann das elektrische Heizelement (oder das Wärmeverteilungselement) auf dem Vorsprung entlang eines Abschnitts vorhanden sein, der etwa 75% bis etwa 125% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums ist. Auf diese Weise wird die Patrone für die Nutzungsdauer im Wesentlichen vollständig in die Aufnahmekammer eingesetzt und jeder Zug an dem Artikel erhitzt die gesamte (oder fast die gesamte) Länge des inhalierbaren Substanzmediums. Auf dem Heizelement vorhandene elektrische Kontakte greifen permanent in die Anschlussdose (d.h. die elektrische Energiequelle) ein, so dass elektrischer Strom an das Heizelement geliefert werden kann. Wenn die Kammerwände nicht vorhanden sind, kann die Patrone als mit dem Steuergehäuse kombiniert gekennzeichnet werden, so dass der Vorsprung im Wesentlichen in dem vollen Ausmaß, das durch seine spezifische Struktur zulässig ist, in die inhalierbare Substanz eingesetzt wird.
In anderen Ausführungsformen kann das Heizelement anstelle von dem Steuergehäuse ein Komponententeil der Patrone sein. Ein derartiger Aufbau kann die Massenerhitzung des inhalierbaren Substanzmediums zulassen. Insbesondere kann das Heizelement im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des inhalierbaren Substanzmediums vorhanden sein und kann elektrische Kontakte umfassen, die an der Anschlussdose in der elektrischen Energiequelle angreifen. Wenn Heizen aktiviert wird, erfolgt das Heizen entlang der gesamten Länge des elektrischen Heizelements. Insbesondere kann das elektrische Heizelement (oder die Wärmeverteilungskomponente) innerhalb der Patrone entlang eines Abschnitts vorhanden sein, der etwa 75% bis etwa 100% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums ist.
Abschnittsweises Heizen kann auch bereitgestellt werden, wenn das Heizelement in der Patrone vorhanden ist. Um ein derartiges abschnittsweises Heizen zu erreichen, kann der Vorsprung der elektrischen Energiequelle elektrische Leitungen in der Nähe des Endes des Vorsprungs an dem offenen Ende der Kammer umfassen. Die elektrischen Leitungen bilden eine elektrische Verbindung mit einzelnen Abschnitten des elektrischen Heizelements, damit, wenn das Heizen stattfindet, nur der Teil des inhalierbaren Substanzmediums in der Nähe des Abschnitts des elektrischen Heizelements in elektrischer Verbindung mit dem Vorsprung erhitzt wird. Der Abschnitt des elektrischen Heizelements, der in elektrischer Verbindung mit den elektrischen Leitungen des Vorsprungs ist, kann etwa 5% bis etwa 50% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums umfassen. Aspekte der Erfindung, die vorstehend in Bezug auf den Artikel beschrieben sind, können im Allgemeinen für jede der Ausführungsformen, wie etwa die Verwendung des zugbetätigten schrittweisen Vorrückens, gelten.
Abschnittsweise Heizen kann auch durch andere Heizelemente bereitgestellt werden. Zum Beispiel können mehrere Heizelemente in Bezug auf das inhalierbare Substanzmedium positioniert werden, so dass durch ein gegebenes Heizelement nur ein spezifischer Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums erhitzt wird. Die mehreren Heizelemente können Komponenten des Steuergehäuses oder der Patrone sein, und die mehreren Heizelemente können insbesondere mit der inhalierbaren Substanz beschichtet sein. Überdies kann eine Massenheizstruktur bereitgestellt werden, kann aber für die elektronische Steuerung angepasst werden, so dass zu einer gegebenen Zeit nur spezifische Abschnitte der Massenheizung mit Energie gespeist werden, um nur spezifische Abschnitte des inhalierbaren Substanzmediums zu heizen.
Das Steuergehäuse kann weitere Komponenten, die für die Funktion des Artikels notwendig sind, umfassen. Das Steuergehäuse kann Schaltkomponenten zur Betätigung des Flusses von elektrischem Strom von der elektrischen Energiequelle zu dem Heizelement nach der Anwendung eines geeigneten Auslöseimpulses umfassen. Eine derartige Betätigung kann manuell (z.B. unter Verwendung eines Druckknopfs) oder automatisch (z.B. zugbetätigtes Heizen) erfolgen. In spezifischen Ausführungsformen leitet die Betätigung den ununterbrochenen Stromfluss ein, um das Heizelement schnell zu heizen.
Der Artikel umfasst bevorzugt ferner Komponenten zur Steuerung des Stromflusses. Dies kann eine zeitbasierte Steuerung umfassen, bei der vor der Abschaltung des Stromflusses eine definierte Zeitspanne lang zugelassen wird, dass Strom fließt. Eine derartige zeitbasierte Regulierung kann Zeitspannen mit periodischen Durchläufen umfassen, wobei der Stromfluss schnell betätigt und abgeschaltet wird, um die Heizung auf einer definierten Temperatur zu halten. In anderen Ausführungsformen kann der Stromregler den Stromfluss abschalten, wenn einmal eine definierte Temperatur erreicht ist, bis ein neuer Zug die Betätigung wieder einleitet. Die Betätigung und Abschaltung, die durch die Schaltkomponenten erreicht wird, sorgen bevorzugt für eine Arbeitstemperatur für das Heizelement von etwa 120°C bis etwa 300°C.
Das Steuergehäuse umfasst ferner noch eine elektrische Leistungsquelle, um Leistung an die elektrische Energiequelle bereitzustellen. Eine derartige Leistungsquelle kann eine oder mehrere Batterien und/oder wenigstens einen Kondensator (oder eine andere Einrichtung zur Bereitstellung einer Speicherenergiequelle) umfassen.
In anderen Ausführungsformen können die allgemeinen Komponenten des Artikels getrennt vorhanden sein. Zum Beispiel stellt die Erfindung eine Wegwerfeinheit für die Verwendung mit einem wiederverwendbaren Rauchartikel bereit. Eine derartige Wegwerfeinheit kann jeden des hier in Bezug auf die Patrone beschriebenen Gegenstands aufweisen.
In spezifischen Ausführungsformen kann eine Wegwerfeinheit für die Verwendung mit einem wiederverwendbaren Rauchartikel aufweisen: einen im Wesentlichen rohrförmig geformten Patronenkörper mit einem Eingreifende, das konfiguriert ist, um an dem wiederverwendbaren Rauchartikel anzugreifen, ein entgegengesetztes Mundende, das aufgebaut ist, um den Durchgang einer inhalierbaren Substanz zu einem Konsumenten zuzulassen, und eine Wand mit einer Außenoberfläche und einer Innenoberfläche, die einen Patroneninnenraum definiert, der ein im Wesentlichen rohrförmig geformtes inhalierbares Substanzmedium mit einer Wand mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche umfasst, um einen ringförmige Raum mit einem spezifizierten Volumen zwischen der Außenoberfläche der Wand des inhalierbaren Substanzmediums und der Innenoberfläche der Patronenkörperwand zu definieren, wobei das inhalierbare Substanzmedium ein erstes Ende in der Nähe des Mundendes der Patrone hat und ein zweites Ende in der Nähe des Eingreifendes der Patrone hat. Die Wegwerfeinheit kann ferner ein elektrisches Heizelement aufweisen, das wenigstens einen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums ausreichend erhitzt, um einen Dampf, der die inhalierbare Substanz aufweist, in dem ringförmigen Raum zu bilden. Das elektrische Heizelement kann ferner Kontakte aufweisen, um die elektrische Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle in dem wiederverwendbaren Rauchartikel herzustellen. Überdies kann das elektrische Heizelement innerhalb des rohrförmig geformten inhalierbaren Substanzmediums positioniert werden und ist vorzugsweise in direktem Kontakt mit dem inhalierbaren Substanzmedium. In gewissen Ausführungsformen kann die Dampfsperre Komponenten umfassen, um auch als ein elektrisches Heizelement zu wirken. Die Wegwerfeinheit kann ferner eine Ummantelung aufweisen, die den Patronenkörper umgibt und die sich über das Eingreifende des Patronenkörpers hinaus (z.B. um eine Strecke, die etwa 10% bis etwa 90% der Länge des Patronenkörpers ist) erstrecken kann. Die Ummantelung kann auch ein Filtermaterial umfassen, das in der Nähe des Mundendes des Patronenkörpers positioniert ist.
Ebenso stellt die Erfindung eine wiederverwendbare Steuereinheit bereit, die mit einem Wegwerfrauchartikel verwendet werden kann. Eine derartige wiederverwendbare Steuereinheit kann im Allgemeinen jeden hier in Bezug auf das Steuergehäuse beschriebenen Gegenstand aufweisen.
In spezifischen Ausführungsformen kann eine wiederverwendbare Steuereinheit für die Verwendung mit einem Wegwerfrauchartikel ein Steuergehäuse aufweisen, das umfasst: ein Aufnahmeende zum Aufnehmen eines Eingreifendes des Wegwerfrauchartikels, das eine elektrische Energiequelle umfasst, die Leistung an ein elektrisches Heizelement liefert, wobei die elektrische Energiequelle einen Vorsprung umfasst, der sich von dem Aufnahmeende des Steuergehäuses nach außen erstreckt und eine Komponente umfasst, die eine elektrische Verbindung mit elektrischen Kontakten auf dem elektrischen Heizelement bildet; und einen Steuereinheitsabschnitt, der eine Leistungsquelle, eine Schaltkomponente, welche den elektrischen Stromfluss von der elektrischen Energiequelle zu dem Heizelement betätigt, und eine Flussregelungskomponente, die einen früher eingeleiteten Stromfluss von der elektrischen Energiequelle zu dem elektrischen Heizelement reguliert, aufnimmt. Das Aufnahmeende kann insbesondere eine Aufnahmekammer umfassen, die durch Wände definiert ist, die den Vorsprung umgeben. Beispielhafte Leistungsquellen können eine Batterie und/oder wenigstens einen Kondensator umfassen. Die Schaltkomponente kann einen zugbetätigten Schalter aufweisen oder kann einen Druckknopf aufweisen. Die Stromregelungskomponente kann insbesondere eine zeitbasierte Komponente sein. Als Solches kann die Stromregelungskomponente Strom zu dem elektrischen Heizelement stoppen, wenn einmal eine definierte Temperatur erreicht wurde. Ferner kann die Stromregelungskomponente den Strom zu dem elektrischen Element periodisch Ein- und Aus-Durchläufen unterziehen, wenn einmal eine definierte Temperatur erreicht wurde, um die definierte Temperatur eine definierte Zeitspanne lang aufrechtzuerhalten. Die Komponente, die eine elektrische Verbindung mit den elektrischen Kontakten bildet, kann eine Anschlussdose sein, die in der elektrischen Energiequelle aufgenommen ist. Alternativ kann die Komponente, die eine elektrische Verbindung mit den elektrischen Kontakten bildet, auf dem Vorsprung angeordnet sein.
Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung auch Kits bzw. Bausätze, die verschiedene Komponenten des erfinderischen Artikels und Zubehör dafür in einer Vielfalt an Kombinationen bereitstellen können. Insbesondere können die einzelnen Bausätze jede Kombination aus einer oder mehreren Patronen, einer oder mehreren Steuereinheiten, einem oder mehreren Heizelementen, einer oder mehreren Batterien und einer oder mehreren Aufladekomponenten umfassen. Der Bausatz kann eine Verpackung (z.B. ein Gehäuse oder einen ähnlichen Gegenstand) umfassen, die eine oder mehrere Komponenten des Bausatzes lagern kann. Insbesondere kann das Gehäuse für das Tragen in der Tasche eines Konsumenten bemessen sein (z.B. derart bemessen sein, dass es in eine typische Hemdentasche, Hosentasche oder Jackentasche passt). Das Gehäuse kann abhängig von den Komponenten des Bausatzes hart oder weich sein. Das Gehäuse kann auch ein Lagermechanismus sein, der als eine Ladestation für den erfinderischen Artikel wirken kann.
Figurenliste
Um das Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung zu unterstützen, wird nun Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, in denen gleiche Bezugszahlen sich auf gleiche Elemente beziehen, und die nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind. Die Zeichnungen sind lediglich beispielhaft und sollten nicht als die Erfindung beschränkend ausgelegt werden.

1 ist eine Perspektivansicht eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der eine Patrone, die in ein Steuergehäuse eingreift, aufweist, wobei die Patrone nur eine minimale Strecke in das Steuergehäuse eingesetzt ist;
2 ist eine Perspektivansicht des in 1 dargestellten Artikels, wobei die Patrone schrittweise eine weitere Strecke in das Steuergehäuse vorgerückt ist;
3 ist eine Perspektivansicht des in 1 dargestellten Artikels, wobei die Patrone vollständig schrittweise in das Steuergehäuse vorgerückt ist;
4 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine von der Aufnahmekammer eines Steuergehäuses (das nur teilweise gezeigt ist) gelöste Patrone zeigt, wobei das Steuergehäuse ein Heizelement umfasst, das auf einem Vorsprung angeordnet ist, um für das abschnittsweise Erhitzen des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone zu sorgen, wobei die Patrone und die Aufnahmekammer teilweise abgeschnitten sind, um die darunterliegenden Komponenten des Artikels offenzulegen;
4a ist ein Querschnitt einer Patrone gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der Querschnitt durch die Ebene ist, die durch gestrichelte Linien in 4 gezeigt ist, wobei der Querschnitt die räumliche Beziehung und den Aufbau gewisser Komponenten der Patrone darstellt;
4b ist ein Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Patrone gemäß der Erfindung, wobei der Querschnitt durch die Ebene ist, die durch gestrichelte Linien in 4 gezeigt wird, wobei der Querschnitt die räumliche Beziehung und den Aufbau gewisser Komponenten der Patrone darstellt;
4c ist ein Querschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Patrone gemäß der Erfindung, wobei der Querschnitt durch die Ebene ist, die durch gestrichelte Linien in 4 gezeigt wird, wobei der Querschnitt die räumliche Beziehung und den Aufbau gewisser Komponenten der Patrone darstellt;
5 ist eine vordere Draufsicht des Patronenrahmenelements von dem Mundende der Patrone aus 4, wobei das Rahmenelement getrennt von der Patrone darstellt wird, um seine Komponenten im Detail zu zeigen;
6 ist eine Perspektivansicht eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Patrone zeigt, die in ein Steuergehäuse eingreift, wobei ein Abschnitt des Äußeren des Steuergehäuses entfernt ist, um seine inneren Komponenten offenzulegen;
7 ist eine Perspektivansicht des Artikels aus 4, wobei die Patrone eine minimale Strecke in die Aufnahmekammer des Steuergehäuses eingesetzt ist, wobei diese minimale Strecke eine Strecke ist, so dass das Heizelement auf dem Vorsprung innerhalb des mittleren Hohlraums des rohrförmig geformten inhalierbaren Substanzmediums und in ausreichendem Kontakt damit positioniert ist, um wenigstens einen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums zu erhitzen;
8 ist eine Perspektivansicht des Artikels aus 7, wobei die Patrone schrittweise in die Aufnahmekammer des Steuergehäuses vorgerückt ist, so dass das Heizelement auf dem Vorsprung weiter in dem mittleren Hohlraum des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums positioniert ist, so dass es sich eine Strecke von dem Eingreifende der Patrone weg und die gleiche Strecke auf das Mundende der Patrone zu bewegt hat;
8a ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Patrone zeigt, die in das Aufnahmeende eines Steuergehäuses (das nur teilweise gezeigt ist) eingreift, wobei das Steuergehäuse einen Vorsprung mit einem Heizelement darauf umfasst, um für das abschnittsweise Erhitzen des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone zu sorgen, wobei die Patrone teilweise abgeschnitten ist, um die darunterliegenden Komponenten des Artikels offenzulegen;
8b ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Patrone zeigt, die von dem Aufnahmeende eines Steuergehäuses (das nur teilweise gezeigt ist und das keine Wände, die eine Kammer definieren, umfasst) gelöst ist, wobei das Steuergehäuse ein auf einem Vorsprung angeordnetes Heizelement umfasst, das von einem Wärmeverteilungselement umgeben ist, um für das abschnittsweise Erhitzen des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone zu sorgen, wobei die Patrone teilweise abgeschnitten ist, um die darunterliegenden Komponenten des Artikels offenzulegen;
9 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Patrone mit einem darin angeordneten Heizelement zeigt, die teilweise in die Aufnahmekammer eines Steuergehäuses (das nur teilweise gezeigt ist) eingreift, wobei das Steuergehäuse einen Vorsprung mit elektrischen Leitungen darauf umfasst, die mit dem Heizelement in der Patrone zusammenwirken, um für das abschnittsweise Erhitzen des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone zu sorgen, wobei die Patrone und die Aufnahmekammer teilweise abgeschnitten sind, um die darunterliegenden Komponenten des Artikels offenzulegen;
10 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Patrone zeigt, die von der Aufnahmekammer eines Steuergehäuses (das nur teilweise gezeigt ist) gelöst ist, wobei das Steuergehäuse ein auf einem Vorsprung angeordnetes Heizelement umfasst, um für die Massenerhitzung des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone zu sorgen, wobei die Patrone und die Aufnahmekammer teilweise abgeschnitten sind, um die darunterliegenden Komponenten des Artikels offenzulegen;
11 ist eine Perspektivansicht des Artikels aus 10, wobei die Patrone vollständig in die Aufnahmekammer des Steuergehäuses eingesetzt ist, so dass der Vorsprung mit dem Heizelement darauf vollständig in den mittleren Hohlraum des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums eingesetzt und auf diese Weise derart positioniert ist, dass für eine Massenerhitzung des inhalierbaren Substanzmediums gesorgt wird; und
12 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Artikels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die eine Patrone mit einem darauf angeordneten Heizelement zeigt, die von der Anschlussdose in der Aufnahmekammer eines Steuergehäuses (das nur teilweise gezeigt ist) gelöst ist, wobei das Steuergehäuse eine elektrische Energiequelle mit einer Anschlussdose zum Aufnehmen elektrischer Kontakte auf dem Heizelement umfasst, um für die Massenerhitzung des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone zu sorgen, wobei die Patrone und die Aufnahmekammer teilweise abgeschnitten sind, um die darunterliegenden Komponenten des Artikels offenzulegen.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend ausführlicher beschrieben. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen derart bereitgestellt, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig sein wird und Fachleuten der Technik den Schutzbereich der Erfindung vollständig übermitteln wird. Es muss bemerkt werden, dass die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“, wie sie in dieser Spezifikation verwendet werden, wenn der Kontext nicht klar Anderes vorgibt, mehrfache Bezüge umfassen.
Die vorliegende Erfindung stellt Artikel bereit, die elektrische Energie verwenden, um ein Material (vorzugsweise, ohne das Material in erheblichem Maß zu verbrennen) zu erhitzen, um eine inhalierbare Substanz zu bilden, wobei die Artikel ausreichend kompakt sind, um als „Hand“-Geräte betrachtet zu werden. In gewissen Ausführungsformen können die Artikel insbesondere als Rauchartikel gekennzeichnet werden. Wie er hier verwendet wird, soll der Begriff einen Artikel bedeuten, der den Geschmack und/oder die Sinneswahrnehmung (z.B. Handgefühl oder Mundgefühl) des Rauchens einer Zigarette, Zigarre oder Pfeife ohne die tatsächliche Verbrennung irgendeiner Komponente des Artikels bereitstellt. Der Begriff Rauchartikel gibt nicht notwendigerweise an, dass der Artikel im Betrieb Rauch im Sinne eines Nebenprodukts der Verbrennung oder Pyrolyse erzeugt. Vielmehr betrifft Rauchen die physikalische Tätigkeit eines Einzelnen bei der Verwendung des Artikels - z.B. Halten des Artikels in einer Hand, Ziehen an einem Ende des Artikels und Inhalieren von dem Artikel. In weiteren Ausführungsformen können die erfinderischen Artikel als dampferzeugende Artikel, Aerosolbildungsartikel oder pharmazeutische Verabreichungsartikel gekennzeichnet werden. Somit können die Artikel derart eingerichtet werden, dass sie eine oder mehrere Substanzen in einem inhalierbaren Zustand bereitstellen. In anderen Ausführungsformen kann die inhalierbare Substanz im Wesentlichen die Form eines Dampfs (d.h. eine Substanz, die bei einer niedrigeren Temperatur als ihrem kritischen Punkt in der Gasphase ist) haben. In anderen Ausführungsformen kann die inhalierbare Substanz die Form eines Aerosols (z.B. eine Suspension feiner Feststoffpartikel oder flüssiger Tröpfchen in einem Gas) haben. Die physikalische Form der inhalierbaren Substanz ist nicht notwendigerweise durch das Wesen der erfinderischen Artikel begrenzt, sondern kann vielmehr von dem Wesen des Mediums und der inhalierbaren Substanz selbst als davon, ob sie in einem Dampfzustand oder einem Aerosolzustand vorhanden ist, abhängen. In einigen Ausführungsformen können die Begriffe austauschbar sein. Somit verstehen sich die Begriffe, die hier verwendet werden, um die Erfindung zu beschreiben, der Einfachheit halber, wenn nicht anders dargelegt, als austauschbar.
Nach einem Aspekt kann ein Artikel gemäß der Erfindung im Allgemeinen eine elektrische Energiequelle, ein Heizelement, das von der elektrischen Energiequelle mit Leistung versorgt wird, eine Steuerkomponente oder ein Steuergehäuse, das die Lieferung elektrischer Energie von der elektrischen Energiequelle an das Heizelement betrifft, und ein inhalierbares Substanzmedium, das in der Nähe oder in direktem Kontakt mit dem Heizelement positionierbar ist, aufweisen. Wenn das Heizelement das inhalierbare Substanzmedium erhitzt, wird eine inhalierbare Substanz in einer physikalischen Form, die für die Inhalation durch einen Konsumenten geeignet ist, aus dem inhalierbaren Substanzmedium ausgebildet, davon freigesetzt oder erzeugt. Es sollte bemerkt werden, dass die vorangehenden Begriffe derart austauschbar sein sollen, dass der - Bezug auf Freisetzung, Freisetzen, freisetzt oder freigesetzt, Ausbildung oder Erzeugung, ausbilden oder erzeugen, ausbildet oder erzeugt und ausgebildet oder erzeugt, umfasst. Insbesondere wird die inhalierbare Substanz in der Form eines Dampfs oder Aerosols oder einer Mischung davon freigesetzt.
Nun kann ein Artikel 10 gemäß der Erfindung Bezugnehmend auf die Figuren ein Steuergehäuse 200 und eine Patrone 300 aufweisen. In spezifischen Ausführungsformen kann auf das Steuergehäuse 200 als wiederverwendbar Bezug genommen werden, und auf die Patrone 300 kann als wegwerfbar Bezug genommen werden. In einigen Ausführungsformen kann der gesamte Artikel 10 in der Hinsicht als wegwerfbar gekennzeichnet werden, dass das Steuergehäuse 200 nur für eine begrenzte Anzahl von Verwendungen (z.B. bis eine Batterieleistungskomponente keine ausreichende Leistung mehr bereitstellt, um den Artikel mit Energie zu speisen) mit einer begrenzten Anzahl von Patronen 300 konfiguriert sein kann und der gesamte Artikel 10 einschließlich des Steuergehäuses 200 danach weggeworfen werden kann. In anderen Ausführungsformen kann das Steuergehäuse 200 eine austauschbare Batterie haben, so dass das Steuergehäuse 200 über eine Anzahl von Batteriewechseln und mit vielen Patronen 300 wiederverwendet werden kann. Der Artikel 10 kann wiederaufladbar sein und somit mit jeder Art von Wiederaufladetechnologie einschließlich der Verbindung mit einer typischen elektrischen Steckdose, der Verbindung mit einem Autoladegerät (d.h. dem Zigarettenanzünder-Anschlussdose) und der Verbindung mit einem Computer, wie etwa durch ein USB-Kabel, kombiniert werden.
Wenngleich ein Artikel gemäß der Erfindung, wie nachstehend im Detail diskutiert, eine Vielfalt an Ausführungsformen annehmen kann, wird die Verwendung des Artikels durch einen Konsumenten im Umfang ähnlich sein. Insbesondere kann der Artikel als mehrere Komponenten, die durch den Konsumenten für die Verwendung kombiniert werden und dann von dem Konsumenten danach zerlegt werden, bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Konsument ein wiederverwendbares Steuergehäuse haben, das eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem offenen Ende (oder wenn Kammerwände nicht vorhanden sind, einem Vorsprungende) und einem entgegengesetzten geschlossenen Ende hat. Das geschlossene Ende des Steuergehäuses kann eine oder mehrere Anzeigen für die aktive Verwendung des Artikels haben. Der Konsument kann ferner eine oder mehrere Patronen haben, die in das offene Ende des Steuergehäuses eingreifen. Um den Artikel zu verwenden, kann der Konsument die Patrone in das offene Ende des Steuergehäuses einsetzen oder die Patrone auf andere Weise mit dem Steuergehäuse kombinieren, so dass der Artikel, wie hier diskutiert, betriebsfähig ist. In einigen Ausführungsformen kann die Patrone so weit in das Steuergehäuse eingesetzt werden, wie es durch die Gesamtstruktur der Komponenten zulässig ist. Typischerweise kann ein Teil der Patrone, der wenigstens ausreichend für das Einsetzen in den Mund des Konsumenten bemessen ist, um daran zu ziehen, außerhalb des Steuergehäuses verbleiben. Auf dieses kann als das Mundende der Patrone Bezug genommen werden.
Während der Verwendung leitet der Konsument das Heizen eines Heizelements, das benachbart zu einem inhalierbaren Substanzmedium (oder einer spezifischen Schicht davon) ist, ein, und das Erhitzen des Mediums setzt die inhalierbare Substanz innerhalb eines Raums im Inneren der Patrone frei, um eine inhalierbare Substanz zu liefern. Wenn der Konsument an dem Mundende der Patrone inhaliert, wird durch Öffnungen in dem Steuergehäuse und/oder der Patrone selbst Luft in die Patrone gesaugt. Die Kombination der angesaugten Luft und der freigesetzten inhalierbaren Substanz wird von dem Konsumenten inhaliert, während die angesaugten Materialien das Mundende der Patrone in den Mund des Konsumenten verlassen. Um das Heizen einzuleiten, kann der Konsument einen Druckknopf oder eine ähnliche Komponente, die bewirkt, dass das Heizelement elektrische Energie von der Batterie oder einer anderen Energiequelle empfängt, manuell betätigen. Die elektrische Energie kann eine vorgegebene Zeitlänge lang zugeführt werden oder kann manuell gesteuert werden. Bevorzugt geht der elektrische Energiefluss zwischen Zügen an dem Artikel nicht wesentlich weiter (wenngleich der Energiefluss weitergehen kann, um eine Grundtemperatur, die höher als die Umgebungstemperatur ist - z.B. eine Temperatur, die das schnelle Erhitzen auf die aktive Heiztemperatur erleichtert, aufrechtzuerhalten). In weiteren Ausführungsformen kann das Heizen, wie hier anderweitig beschrieben, durch die Zugtätigkeit des Konsumenten durch die Verwendung verschiedener Sensoren eingeleitet werden. Wenn der Zug einmal nicht fortgesetzt wird, wird das Heizen gestoppt oder verringert. Wenn der Konsument eine ausreichende Anzahl von Zügen genommen hat, so dass er eine ausreichende Menge der inhalierbaren Substanz (z.B. eine Menge, die ausreichend ist, so dass sie einer typischen Raucherfahrung entspricht) freigesetzt hat, kann die Patrone aus dem Steuergehäuse entfernt und weggeworfen werden.
In anderen Ausführungsformen kann die Patrone anfänglich nur eine kurze Strecke in das Steuergehäuse eingesetzt werden. Während der Verwendung kann die Patrone inkrementell weiter in das Steuergehäuse geschoben werden. Die Anzahl derartiger schrittweiser Vorrückungen in das Steuergehäuse kann der Anzahl von Zügen entsprechen, die von der einzelnen Patrone geliefert werden soll. In Bezug auf jeden Zug wird die Patrone schrittweise weiter in das Steuergehäuse vorgerückt. Wenn die Patrone einmal vollständig schrittweise in das Gehäuse vorgerückt wurde und alle Züge genommen wurden, kann die Patrone aus dem Steuergehäuse entfernt und weggeworfen werden. Die vorangehende Beschreibung der Verwendung des Artikels kann auf die verschiedenen Ausführungsformen angewendet werden, die durch geringfügige Modifikationen beschrieben werden, die für die Person mit Kenntnissen der Technik angesichts der weiteren hier bereitgestellten Offenbarung offensichtlich sein können. Die vorstehende Beschreibung der Verwendung ist jedoch nicht dazu gedacht, die Verwendung des erfinderischen Artikels zu beschränken, sondern wird bereitgestellt, um alle notwendigen Anforderungen an die Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu erfüllen.
Uns den spezifischen Ausführungsformen, wie in den Ausführungsformen von 1 bis 3 zu sehen, zuwendend, kann ein Artikel 10 gemäß der Erfindung eine Gesamtform haben, die als im Wesentlichen stabartig oder im Wesentlichen rohrförmig geformt oder im Wesentlichen zylindrisch geformt definiert werden kann. In den Ausführungsformen von 1 bis 3 hat der Artikel 10 einen im Wesentlichen runden Querschnitt; jedoch umfasst die vorliegende Offenbarung andere Querschnittformen (z.B. oval, quadratisch, dreieckig, etc.). Eine derartige Sprache, welche die physikalische Form des Artikels beschreibt, kann auch auf ihre einzelnen Komponenten einschließlich des Steuergehäuses 200 und der Patrone 300 angewendet werden.
Das Steuergehäuse 200 und die Patrone 300 sind spezifisch derart konfiguriert, dass sie in einer gleitenden oder auf andere Weise schrittweise vorrückbaren Weise ineinander eingreifen. Wie in 1 zu sehen, gleitet die Patrone 300 in ein offenes Ende des Steuergehäuses 200, so dass die Patrone 300 und das Steuergehäuse 200 während des Wirkens in einer koaxialen Beziehung sind. In derartigen Ausführungsformen kann das Steuergehäuse 200 einen Steuerabschnitt 205 und eine Aufnahmekammer 210, in welche die Patrone 300 eingesetzt wird, aufweisen. Wie nachstehend weiter diskutiert, stellen 2 und 3 das Wesen dar, wobei der Artikel 10 in einigen Ausführungsformen während der Verwendung allmählich verkürzt werden kann. Insbesondere kann die Patrone 300 in gewissen Ausführungsformen kontinuierlich oder abschnittsweise in das Steuergehäuse 200 schrittweise vorgerückt werden, so dass sich versteht, dass die Patrone 300 vollkommen verbraucht ist, wenn der Artikel 10 einmal seine minimale Länge erreicht hat. Umgekehrtes schrittweise Vorrücken kann ebenfalls verwendet werden. Die Patrone 300 kann sich ohne vorgegebene Stopps an definierten Positionen kontinuierlich innerhalb der Aufnahmekammer 210 bewegen. In anderen Ausführungsformen können vorgegebene Stopps oder vorgegebene Längen für die Bewegung der Patrone 300 innerhalb der Aufnahmekammer 210 bereitgestellt werden, so dass das schrittweise Vorrücken der Patrone 300 zu der Bewegung nur um die vorgegebene Länge führt. Wie hier ferner diskutiert, umfasst die Erfindung verschiedene schrittweise Vorrückeinrichtungen. In einigen Ausführungsformen kann die Patrone 300 am Anfang der Verwendung durch einen Konsumenten teilweise oder vollständig in das Steuergehäuse 200 eingesetzt werden. Wenngleich hier schrittweise Vorrücken in Bezug auf die Patrone, die allmählich verkürzt wird, beschrieben wird, umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, in denen die Patrone während der Verwendung vollständig in das Steuergehäuse eingesetzt wird, und die Patrone von dort schrittweise nach außen vorrückt.
Ein Artikel 10 gemäß der Erfindung kann ferner in Bezug auf die in 4 gezeigte spezifische Ausführungsform beschrieben werden, wobei ein Teil des Artikels abgeschnitten ist, um die inneren Komponenten der Patrone 300 und der Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 offenzulegen. Die Patrone 300 weist einen Patronenkörper 305 auf, der aus einer Wand mit einer Außenoberfläche und einer Innenoberfläche ausgebildet ist und den Patronenkörper 305 mit einer im Wesentlichen rohrförmigen Form bereitstellt. Der Patronenkörper 305 hat entgegengesetzte Abschlussenden, die ein Eingreifende 310, das in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 eingreift, und ein Mundende 315 definieren, das aufgebaut ist, um den Durchgang einer inhalierbaren Substanz zu einem Konsumenten zuzulassen. Wenngleich nicht erforderlich, kann es vorteilhaft sein, wenn die Wand des Patronenkörpers 305 an einem oder beiden der Abschlussenden, zum Beispiel mit den in 4 dargestellten Flanschen 302, verstärkt wird. Wenn eine Ummantelung 380 vorhanden ist, kann das Vorhandensein der Flansche für einen Totraum 389 zwischen der Patrone und der Ummantelung sorgen (wie in 4a dargestellt).
Der Patronenkörper 305 kann aus jedem Material ausgebildet sein, das geeignet ist, um eine geeignete Gestalt, wie etwa eine rohrförmige Form, auszubilden und aufrechtzuerhalten, und um ein inhalierbares Substanzmedium 350 darin festzuhalten. Der Patronenkörper 305 kann, wie in 4a gezeigt, aus einer einzigen Wand ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen ist der Patronenkörper 305 aus einem (natürlichen oder synthetischen) Material ausgebildet, das, wie hier weiter diskutiert wird, wärmebeständig ist, um seine strukturelle Unversehrtheit zu behalten, - z.B. sich zumindest bei einer Temperatur, welche die Heiztemperatur ist, nicht zu verschlechtern. In einigen Ausführungsformen kann ein wärmebeständiges Polymer verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann der Patronenkörper 305 aus Papier, wie etwa einem Papier, das im Wesentlichen strohalmförmig ist, ausgebildet sein. Wie hier weiter diskutiert, kann der Patronenkörper 305, wie etwa ein Papierrohr, eine oder mehrere zugehörige Schichten haben, die wirken, um im Wesentlichen die Bewegung von Dampf durch sie hindurch zu verhindern. In einem Beispiel kann eine Aluminiumfolienschicht auf eine Oberfläche des Patronenkörpers laminiert sein. Keramische Materialien können ebenfalls verwendet werden. In weiteren Ausführungsformen kann ein Isoliermaterial verwendet werden, um nicht unnötigerweise Wärme von dem inhalierbaren Substanzmedium weg zu bewegen. Wenn der Patronenkörper 305 aus einer einzigen Schicht ausgebildet ist, kann er eine Dicke haben, die bevorzugt etwa 0,2 mm bis etwa 5,0 mm, etwa 0,5 mm bis etwa 4,0 mm, etwa 0,5 mm bis etwa 3,0 mm oder etwa 1,0 mm bis etwa 3,0 mm ist. Weitere beispielhafte Arten von Komponenten und Materialien, die verwendet werden können, um die vorstehend beschriebenen Funktionen bereitzustellen, oder die als Alternativen zu den vorstehend angeführten Materialien und Komponenten verwendet werden können, können die der Art sein, die in den US-Veröffentlichungsnummern 2010/00186757 von Crooks et al.; 2010/00186757 von Crooks et al.; und 2011/0041861 von Sebastian et al. offenbart sind, wobei die Offenbarungen dieser Dokumente hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind.
Die Innenoberfläche des Patronenkörpers 305 definiert einen inneren Patronenraum, und das inhalierbare Substanzmedium 350 ist in dem Raum enthalten. Das inhalierbare Substanzmedium 350 kann jedes Material, das, wenn es erhitzt wird, eine inhalierbare Substanz, wie etwa eine Geschmackstoff-enthaltende Substanz, freisetzt. In der Ausführungsform von 4 ist das inhalierbare Substanzmedium 350 ein festes Substrat, das die inhalierbare Substanz aufweist. Die inhalierbare Substanz kann insbesondere eine Tabakkomponente oder ein aus Tabak stammendes Material (d.h. ein Material, das natürlicherweise in Tabak zu finden ist und direkt von dem Tabak isoliert oder synthetisch hergestellt werden kann) sein. Zum Beispiel kann das inhalierbare Substanzmedium Tabakextrakte oder Bruchteile davon, die mit einem trägen Substrat kombiniert werden, aufweisen. Das inhalierbare Substanzmedium kann ferner unverbrannten Tabak oder eine Zusammensetzung, die unverbrannten Tabak enthält, aufweisen, der/die eine inhalierbare Substanz freisetzt, wenn er/sie auf eine Temperatur unter seiner/ihrer Verbrennungstemperatur erhitzt wird. Wenngleich weniger bevorzugt, kann das inhalierbare Substanzmedium Tabakkondensate oder Bruchstücke davon (d.h. kondensierte Komponenten des Rauchs, der durch die Verbrennung von Tabak erzeugt wird, wobei Geschmackstoffe und möglicherweise Nikotin zurückbleiben) aufweisen.
Tabakmaterialien, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können variieren und können zum Beispiel über Feuer heißluftgetrockneten Tabak, Burley-Tabak, Orient-Tabak oder Maryland-Tabak, dunklen Tabak, Dark-fired Tabak und Rustica-Tabake, ebenso wie andere seltene oder spezielle Tabake oder Mischungen davon umfassen. Tabakmaterialien können auch sogenannte „Misch“-Formen und verarbeitete Formen, wie etwa verarbeitete Tabakstängel (z.B. geplättete oder gepuffte Stängel), Tabak mit ausgedehntem Volumen (z.B. gepuffter Tabak, wie etwa mit Trockeneis ausgedehnter Tabak (DIET), vorzugsweise in geschnittener Füllmaterialform), rekonstituierte Tabake (z.B. rekonstituierten Tabaken, die unter Verwendung von Papierherstellungs- oder Gusslagenverfahren hergestellt werden) umfassen. Verschiedene stellvertretende Tabakarten, verarbeitete Tabakarten und Arten von Tabakmischungen werden dargelegt in den US-Patenten 4 836 224 von Lawson et al.; 4 924 888 von Perfetti et al.; 5 056 537 von Brown et al.; 5 159 942 von Brinkley et al.; 5 220 930 von Gentry; 5,360,023 von Blakley et al.; 6 701 936 von Shafer et al.; 7 011 096 von Li et al.; und 7 017 585 von Li et al.; 7 025 066 von Lawson et al.; US-Patentanmeldungsveröffentlichungsnr. 2004-0255965 von Perfetti et al.; PCT WO 02/37990 von Bereman; und Bombick et al., Fund. Appl. Toxicol., 39, S. 11-17 (1997); die hier per Referenz eingebunden sind. Weitere beispielhafte Tabakzusammensetzungen, die in einer Rauchvorrichtung einschließlich der gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich sein können, sind in dem US-Patent 7 726 320 von Robinson et al. offenbart, das hier in seiner Gesamtheit per Referenz eingebunden ist.
Noch ferner kann das inhalierbare Substanzmedium 350 ein träges Substrat mit der inhalierbaren Substanz oder einen Vorläufer davon aufweisen, die/der darin integriert oder in anderer Weise darauf abgelagert ist. Zum Beispiel kann eine Flüssigkeit, welche die inhalierbare Substanz aufweist, auf das träge Substrat beschichtet oder darin absorbiert oder adsorbiert werden, so dass die inhalierbare Substanz nach der Anwendung von Wärme in einer Form freigesetzt wird, die dem erfinderischen Artikel durch die Anwendung eines positiven oder negativen Drucks entzogen werden kann.
Neben der inhalierbaren Substanz (z.B. allgemein Geschmackstoffe, Nikotin oder Arzneimittel) kann das inhalierbare Substanzmedium ein oder mehrere aerosolbildende oder dampfbildende Materialien, wie etwa mehrwertigen Alkohol (z.B. Glyzerin, Propylenglykol oder eine Mischung davon) und/oder Wasser aufweisen. Stellvertretende Arten von aerosolbildenden Materialien sind in den US-Patenten 4 793 365 von Sensabaugh, Jr. et al.; und 5 101 839 von Jakob et al.; PCT WO 98/57556 von Biggs et al.; und Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988) offenbart, die hier per Referenz eingebunden sind. Ein bevorzugtes aerosolbildendes Material erzeugt bei der Anwendung von ausreichend Wärme darauf sichtbares Aerosol, und ein stark bevorzugtes aerosolbildendes Material erzeugt ein Aerosol, das als „rauchartig“ betrachtet werden kann. Weitere Tabakmaterialien, wie etwa Tabakaromaöl, eine Tabakessenz, ein sprühgetrockneter Tabakextrakt, ein gefriergetrockneter Tabakextrakt, Tabakstaub oder Ähnliche können mit dem dampfbildenden oder aerosolbildenden Material kombiniert werden. Es versteht sich auch, dass die inhalierbare Substanz selbst in einer Form sein kann, in der die inhalierbare Substanz beim Erhitzen als ein Dampf, Aerosol oder eine Kombination davon freigesetzt wird. In anderen Ausführungsformen kann die inhalierbare Substanz nicht notwendigerweise in Dampf- oder Aerosolform freigesetzt werden, sondern das dampfbildende oder aerosolbildende Material, das damit kombiniert werden kann, kann beim Erhitzen einen Dampf oder ein Aerosol bilden und im Wesentlichen als ein Träger für die inhalierbare Substanz selbst dienen. Somit kann die inhalierbare Substanz als auf ein Substrat beschichtet, als in einem Substrat absorbiert, als in-einem Substrat adsorbiert oder als eine natürliche Komponente des Substrats (d.h. das Material, welches das Substrat bildet, wie etwa ein Tabak oder ein aus Tabak stammendes Material) gekennzeichnet werden. Ebenso kann ein aerosolbildendes oder dampfbildendes Material ähnlich gekennzeichnet werden. In gewissen Ausführungsformen kann das inhalierbare Substanzmedium insbesondere ein Substrat aufweisen, bei dem die inhalierbare Substanz und ein getrenntes aerosolbildendes Material darin enthalten sind. Als Solches kann das Substrat im Gebrauch erhitzt werden, das aerosolbildende Material kann in eine Dampfform verflüchtigt werden, wobei es die inhalierbare Substanz mit sich nimmt. In einem spezifischen Beispiel kann das inhalierbare Substanzmedium ein festes Substrat mit einem dünnen Brei aus Tabak und einem aerosolbildenden Material und/oder einem dampfbildenden Material, das darauf beschichtet oder darin absorbiert oder adsorbiert ist, aufweisen. Die Substratkomponente kann jedes Material sein, das bei den hier beschriebenen Temperaturen, die das Heizelement erreicht, um die Freisetzung der inhalierbaren Substanz zu erleichtern, nicht verbrennt oder sich in anderer Weise verschlechtert. Zum Beispiel kann ein Papiermaterial einschließlich einem Tabakpapier (z.B. einem papierartigens Material, das Tabakfasern und/oder rekonstituierten Tabak aufweist) verwendet werden. Somit kann das inhalierbare Substanzmedium in verschiedenen Ausführungsformen als die inhalierbare Substanz aufweisend, alternativ als die inhalierbare Substanz und einen getrennten Aerosolbildner oder Dampfbildner aufweisend, alternativ als die inhalierbare Substanz und ein Substrat aufweisend oder alternativ als das inhalierbare Substanzmedium, den getrennten Aerosolbildner oder Dampfbildner und das Substrat aufweisend gekennzeichnet werden. Somit kann das Substrat ein oder beide der inhalierbaren Substanz und des Aerosolbildners oder Dampfbildners enthalten.
Falls gewünscht, kann das Tabakmaterial oder das inhalierbare Substanzmedium im Allgemeinen ferner andere Komponenten, wie etwa Zucker, Glyzerin, Vanille, Kakao, Süßholz und andere Geschmackstoffe, wie etwa Methanol, umfassen. Beispielhafte von Pflanzen stammende Zusammensetzungen, die verwendet werden können, sind in den US-Anmeldungsnummern 12/971 746 von Dube et al., und 13/015 744 von Dube et al. offenbart. Die Auswahl derartiger weiterer Komponenten kann basierend auf Faktoren, wie etwa sensorischen Eigenschaften, die für den vorliegenden Artikel erwünscht sind, variieren, und die vorliegende Erfindung soll jegliche derartigen weiteren Komponenten, die für Fachleute der Tabaktechnik und Tabak-bezogene oder von Tabak stammende Produkte offensichtlich sind, umfassen. Siehe Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp. (1972) und Leffingwell et al., Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972).
Die inhalierbare Substanz und/oder das getrennte dampfbildende Material kann auf dem Substrat in einer Vielfalt an Aufbauten bereitgestellt werden. Zum Beispiel können beide Materialien derart mit dem Substrat verbunden werden, dass die Konzentration jedes Materials entlang der Länge des Substrats im Wesentlichen konstant ist (wenn z.B. das Substrat der Länge nach in mehrere Abschnitte unterteilt wird, kann die Gesamtmaterialkonzentration in jedem einzelnen Abschnitt im Wesentlichen ähnlich sein, wie etwa um weniger als 10 Massen-%, weniger als 5% oder weniger als 2% variieren). In anderen Ausführungsformen kann eines oder können beide der Materialien in einem definierten Muster vorhanden sein. Zum Beispiel kann das Muster ein Gradient sein, bei dem die Konzentration entlang der Länge des Substrats kontinuierlich zunimmt oder abnimmt. Auf diese Weise kann der erste Zug an dem Artikel eine Menge der inhalierbaren Substanz bereitstellen, die erheblich größer oder kleiner als die Menge der inhalierbaren Substanz in dem letzten Zug ist. Überdies kann das Muster derart sein, dass an einem Punkt entlang der Länge des Substrats (der z.B. dem ersten Zug, dem letzten Zug oder einem dazwischenliegenden Zug an dem Artikel) ein Bolus der inhalierbaren Substanz bereitgestellt wird. Angesichts der vorliegenden Erfindung kann jegliche Vielfalt derartiger Muster ins Auge gefasst werden, und derartige Variationen werden von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umspannt. Eine derartige Strukturierung kann, wie hier beschrieben, ebenso für weitere Komponenten (z.B. Geschmackstoffe) gelten. Zum Beispiel kann ein Bolus eines Geschmackstoffs auf dem Substrat in einer Position bereitgestellt werden, um im Wesentlichen dem letzten Zug oder den letzten drei Zügen auf dem Artikel zu entsprechen. Die Freisetzung eines derartigen Geschmackstoffs kann dem Konsumenten signalisieren, dass sich der letzte Zug auf der Vorrichtung nähert oder erreicht wurde.
Noch ferner kann die Freisetzung der inhalierbaren Substanz (und jeglicher weiterer Komponenten, wie etwa Geschmackstoffen) mit der Aktivierung des spezifischen Heizelements verbunden werden. Zum Beispiel können mehrere Heizelemente bereitgestellt werden, und wenigstens zwei unterschiedliche inhalierbare Substanzen können einzeln mit zwei unterschiedlichen Heizelementen verbunden werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel können zehn Heizelemente bereitgestellt werden; neun der Heizelemente können mit einer ersten inhalierbaren Substanz (z.B. Tabakkomponente) verbunden werden; und eines der Heizelemente kann mit einem spezifischen Geschmackstoff (z.B. Methanol) verbunden werden. Alternativ können zwei Heizelemente bereitgestellt werden; das erste Heizelement kann die Erhitzung eines inhalierbaren Substanzmediums für die Freisetzung von Aerosol, das für etwa sechs bis etwa zehn Züge ausreicht, bereitstellen; das zweite Heizelement kann die Erhitzung eines zweiten inhalierbaren Substanzmediums für die Freisetzung von Aerosol, das für etwa einen oder zwei Züge ausreicht, bereitstellen. Weitere Kombinationen einzelner Heizelemente mit verschiedenen inhalierbaren Komponenten werden ebenfalls umspannt. Falls gewünscht, kann der erfinderische Artikel mit einem benutzergesteuerten Schaltmechanismus (oder sogar einem vorprogrammierten Mechanismus zum automatischen Schalten) ausgerüstet werden, um zu ermöglichen, dass zwei oder mehr ausgewählte Heizelemente im Wesentlichen gleichzeitig aktiviert werden, um ein Aerosol mit den sensorischen Komponenten bereitzustellen, die mit den jeweiligen Heizelementen verbunden sind. Zum Beispiel können ein oder mehrere Geschmackstoffe mit einzelnen Heizelementen verbunden werden, so dass ein Konsument während einzelnen Zügen an dem Artikel Aerosol mit einem unterschiedlichen Geschmackstoff erhalten kann.
In spezifischen Ausführungsformen kann es insbesondere bevorzugt werden, dass das inhalierbare Substanzmedium ein festes Substrat aufweist und ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen hat. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, um gleichzeitig das Volumen von Dampf oder Aerosol, das aus dem Substrat und in eine Luftströmung freigesetzt wird, zu vergrößern und die Temperatur, die erforderlich ist, um das gewünschte Freisetzungsvolumen bereitzustellen, zu verringern, ohne ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit als das Substrat zu erfordern. Überdies ermöglicht die vergrößerte Oberfläche eine größere Kontaktfläche des Substrats mit dem Heizelement, was wiederum niedrigere Heiztemperaturen ermöglicht. Insbesondere können Vergrößerungen der Oberfläche die Aerosolbildung bei niedrigeren Dampftemperaturen erleichtern, wodurch zugelassen wird, dass die erwünschte Aerosolmenge bei einer niedrigeren Temperatur gebildet wird, was mit einer verringerten Energieanforderung und weniger Potential für die Bildung unerwünschter Nebenprodukte der Wärmezersetzung korrelieren kann. In bestimmten Ausführungsformen kann die vergrößerte Oberfläche durch die Verwendung von Substraten mit einer hohen Porigkeit und/oder einem gewundenen Oberflächenprofil bereitgestellt werden.
Das Substrat kann auch insbesondere in Bezug auf die Dicke gekennzeichnet werden. Bevorzugt ist das Substrat relativ dünn, um die schnelle Wärmeübertragung von dem Heizelement auf die inhalierbare Substanz, die verflüchtigt werden soll, zu erleichtern. Das Substrat kann eine mittlere Dicke von weniger als 5 mm, weniger als 3 mm, weniger als 2 mm, weniger als 1 mm, weniger als 0,75 mm oder weniger als 0,5 mm haben.
In der Ausführungsform von 4 ist das inhalierbare Substanzmedium 350 im Wesentlichen rohrförmig geformt und ist aus einer Wand 352 mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche ausgebildet. Wie vorstehend bemerkt, kann die Substratwand 352 im Wesentlichen aus einem Material ausgebildet sein, das die inhalierbare Substanz natürlicherweise darin enthalten kann (z.B. Tabakpapier), oder kann aus jeglichem weiteren Material (z.B. Papier) ausgebildet sein, das die inhalierbare Substanz oder den Dampfbildner oder Aerosolbildner darin mitgeführt hat. Neben der inhalierbaren Substanz und/oder der dampfbildenden oder aerosolbildenden Substanz kann das Substrat zusätzliche Komponenten aufweisen. Zum Beispiel kann eine Dampfsperre 375 auf der Innenoberfläche der Wand des inhalierbaren Substanzmediums (wie in 4a dargestellt) enthalten sein, um die Freisetzung von Dampf oder Aerosol in das innere Volumen des inhalierbaren Substanzmediums zu verhindern und die Freisetzung des Dampfs oder Aerosols in einen ringförmigen Raum 319, der durch die Außenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums und die Innenoberfläche der Wand des Patronenkörpers 305 definiert wird, zu erleichtern. Ein derartiger ringförmiger Raum kann einen Abschnitt des inneren Patronenraums umfassen. Jegliches Dampfsperrenmaterial, wie etwa eine Metallfolie, kann verwendet werden. Alternativ kann die Dampfsperre in Ausführungsformen, in denen das Heizelement im Gegensatz zu der Innenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums die Außenoberfläche kontaktiert, auf der Außenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums sein. Bevorzugt ist die Dampfsperre auf der Wandoberfläche positioniert, die benachbart zu (oder in Kontakt mit) dem Heizelement ist, wenn das inhalierbare Substanzmedium 350 erhitzt wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die Dampfsperre aus einem Material ausgebildet sein, das elektrisch isolierend ist, oder kann eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material aufweisen, das in Kontakt mit dem Heizelement 400 sein kann. Zum Beispiel kann eine Metallfolie als die Dampfsperre verwendet werden, und die Folie kann eine Isoliermonoschicht - z.B. eine Metalloxidschicht - in Kontakt mit dem Heizelement sein.
In weiteren Ausführungsformen kann das inhalierbare Substanzmedium aus einem Material ausgebildet sein, das etwa bei der Arbeitstemperatur des Artikels die Phase (insbesondere von fest in geschmolzen) erweicht oder ändert. Zum Beispiel kann das inhalierbare Substanzmedium ein Wachs oder ein Gel sein, und die inhalierbare Substanz kann darin mitgeführt sein. In derartigen Ausführungsformen kann es insbesondere nützlich sein, die Dampfsperre (oder ein ähnliches Material) aufzunehmen, die dem inhalierbaren Substanzmedium Halt verleiht oder im Wesentlichen verhindert, dass das inhalierbare Substanzmedium das Heizelement kontaktiert. Ebenso kann das inhalierbare Substanzmedium eine Dampfsperrschicht aufweisen, die mit einer inhalierbaren Substanz und/oder einem aerosolbildenden Material beschichtet ist. Zum Beispiel können ein oder mehrere derartiger Beschichtungsmaterialien in mikroverkapselter Form sein, die ihre Komponenten, wie hier ansonsten beschrieben, bevorzugt bei einer Temperatur innerhalb eines oder mehrerer der Arbeitsbereiche freisetzt. Die Mikroverkapselungstechnologie kann in derartigen Ausführungsformen nützlich sein und ist insbesondere zum Beispiel in dem US-Patent 4 464 434 von Davis offenbart.
In alternativen Ausführungsformen (wie etwa in 4b gezeigt), kann der Patronenkörper 305 mit mehreren Schichten ausgebildet sein. Zum Beispiel stellt 4b eine alternative Ausführungsform dar, wobei der Patronenkörper aus einer ersten, äußeren Schicht 306, die aus einem ersten Material ausgebildet ist, und einer zweiten, inneren Schicht 307, die aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material ausgebildet ist, ausgebildet ist. Weitere Schichten stellt man sich ebenfalls vor. Bevorzugt ist die erste, äußere Schicht 306 aus einem Material mit einer geschlossenen Struktur ausgebildet. Mit geschlossener Struktur ist gemeint, dass das Material im Wesentlichen den Durchgang von Aerosol oder Dampf in das Innere der Schicht verhindert, so dass das Aerosol oder der Dampf sich entlang der Länge des Patronenkörpers 305 zu seinem Mundende 315 ausbreiten können. Zum Beispiel kann die erste, äußere Schicht 306, wie vorstehend bereits beschrieben, ein Papiermaterial oder ein geeignetes Polymermaterial aufweisen. Eine derartige erste, äußere Schicht kann eine Dicke haben, die bevorzugt kleiner als etwa 1 mm, kleiner als etwa 0,9 mm, kleiner als etwa 0,8 mm, kleiner als etwa 0,7 mm, kleiner als etwa 0,6 mm oder kleiner als etwa 0,5 mm ist. Alternativ kann die erste, äußere Schicht eine Dicke von etwa 0,1 mm bis etwa 1,0 mm, etwa 0,2 mm bis etwa 0,8 mm, etwa 0,25 mm bis etwa 0,75 mm oder etwa 0,3 mm bis etwa 0,7 mm haben.
Die zweite, innere Schicht 307 hat bevorzugt eine größere Dicke als die erste, äußere Schicht 306 und kann etwa 0,8 mm bis etwa 4 mm, etwa 1 mm bis etwa 3,5 mm oder etwa 1,2 mm bis etwa 3,0 mm sein. Die zweite, innere Schicht kann in direktem Kontakt mit dem Tabaksubstratmaterial 350 sein. Als Solches wird bevorzugt, dass die zweite, innere Schicht eine im Wesentlichen offene Struktur hat. Indem sie in direktem Kontakt ist, kann die zweite, innere Schicht dem inhalierbaren Substanzmedium 350 einen größeren Halt verleihen. Auf diese Weise kann der Patronenkörper und insbesondere seine zweite, innere Schicht 307 als einen kontinuierlichen Halt für das inhalierbare Substanzmedium 350 entlang im Wesentlichen seiner gesamten Länge (z.B. wenigstens etwa 75%, wenigstens etwa 85%, wenigstens etwa 90% oder wenigstens etwa 95% seiner Länge) bereitstellend gekennzeichnet werden. Indem man eine offene Struktur hat, kann die zweite, innere Schicht den Durchgang des ausgebildeten Aerosols oder Dampfs von dem inhalierbaren Substanzmedium zulassen, und die offene Struktur erstreckt sich bevorzugt entlang der Länge des Patronenkörpers zu seinem Mundende 315. Auf diese Weise wird der ringförmige Raum 319, der, wie ansonsten hier beschrieben, durch die Innenoberfläche des Patronenkörpers und die Außenoberfläche des inhalierbaren Substanzmediums definiert wird, durch die offen strukturierte zweite, innere Schicht des Patronenkörpers ersetzt und stellt die gleiche Funktion bereit. Somit kann der Leerraum in der zweiten, inneren Schicht der Patrone im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften, wie sie hier ansonsten beschrieben werden (z.B. Volumen, etc.) für den ringförmigen Raum zeigen. In spezifischen Ausführungsformen ist die offene Struktur der zweiten, inneren Schicht derart, dass basierend auf dem Volumen wenigstens etwa 50%, wenigstens etwa 60%, wenigstens etwa 70%, wenigstens etwa 80% oder wenigstens etwa 85% der Schicht der offene Leerraum ist. In spezifischen Ausführungsformen kann der offene Raum der zweiten, inneren Schicht etwa 50 Volumen-% bis etwa 90%, etwa 60% bis etwa 85% oder etwa 65% bis etwa 80% der zweiten, inneren Schicht sein. Diese relativ dicke und porige Schicht kann als einen Aerosolsammel-/Erzeugungsbereich bereitstellend gekennzeichnet werden und kann in einem Beispiel eine Faltenschicht bzw. akkordeonförmige Schicht aus Papier oder Polymermaterial sein. Alternativ kann die zweite, innere Schicht eine porige Matte aus Material, wie etwa ein Zelluloseacetatschlepptau, Baumwollfasern oder jede Anzahl von Materialien sein, die nützlich sind, um eine porige Vliesmatte, wie etwa Spinnvliespolypropylen, PLA-Fasern, PHA-Fasern, Glasfasern und Ähnliches zu bilden. Dies kann als ein offenes Zellmaterial beschrieben werden.
In weiteren Ausführungsformen kann der Patronenkörper, wie in 4c zu sehen, aus einer ersten, äußeren Schicht 306 mit im Wesentlichen geschlossener Struktur und einer zweiten, inneren Schicht 307, die eine offene Struktur zeigt, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sein, und die zwei Schichten können durch einen Leerraum 308, wie hier ansonsten beschrieben, getrennt sein. Auf diese Weise wird dem inhalierbaren Substanzmedium 350 im Wesentlichen kontinuierlicher Halt verliehen, es wird zugelassen, dass der erzeugte Dampf oder das Aerosol durch es hindurch in den Leerraum 308 gehen, und der Dampf oder das Aerosol können entlang der Länge des Leerraums zu dem Mundende 315 des Patronenkörpers passieren, ohne im Wesentlichen die erste, äußere Schicht zu durchdringen. Der Leerraum kann eine oder mehrere Streben 309 umfassen, welche die erste, äußere Schicht mit der zweiten, inneren Schicht verbinden, ohne den Durchgang von Aerosol oder Dampf entlang der Länge des Patronenkörpers innerhalb des Leerraums zu beschränken.
Wie bei der Patrone 300 im Allgemeinen hat die rohrförmige Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums 350 entgegengesetzten Abschlussenden, wobei das erste Ende 353 in der Nähe des Mundendes 315 des Patronenkörpers 305 ist und das zweite Ende 354 in der Nähe des Eingreifendes 310 des Patronenkörpers 305 ist. Das inhalierbare Substanzmedium kann insbesondere an jeweiligen Abschlussenden jeder Komponente an dem Patronenkörper angebracht sein. Eine derartige Anbringung bzw. Befestigung kann direkt oder indirekt sein. Zum Beispiel ist in 4 das zweite Ende 354 des inhalierbaren Substanzmediums 350 direkt an dem Eingreifende 310 des Patronenkörpers 305 (insbesondere in dem Bereich des Flansches 302) angebracht. Eine derartige direkte Anbringung kann jedes geeignete Mittel, wie etwa ein Klebstoff, sein. Das erste Ende 353 des inhalierbaren Substanzmediums 350 ist jedoch über ein Rahmenelement 360 indirekt an dem Mundende 315 des Patronenkörpers 305 angebracht. In dieser Ausführungsform weist das Rahmenelement 360 eine Außenwand 361, einen Wandflansch 352, eine zentrale Nabe 363 und mehrere Speichen 364, welche die zentrale Nabe 363 mit der Außenwand 361 verbinden, auf, so dass ein offener Raum zwischen der Außenwand 361 und der zentralen Nabe 363 vorhanden ist. Der Deutlichkeit halber stellt 5 eine Endansicht der Patrone (ohne Ummantelung 380) bereit, und diese Ansicht zeigt im Wesentlichen das Rahmenelement. Die zentrale Nabe 363 hat eine Querschnittform, die im Wesentlichen identisch zu der Querschnittform des inhalierbaren Substanzmediums (d.h. in der vorliegenden Ausführungsform rund) ist, und die Nabe hat einen Außendurchmesser mit einer Größe, die passend ist, so dass die Nabe innerhalb des ersten Endes 353 des inhalierbaren Substanzmediums befestigt ist, wobei die Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums an dem ersten Ende in direktem Kontakt mit der Nabe und bevorzugt (z.B. durch einen Klebstoff oder eine ähnlich geeignete Befestigung) daran befestigt ist. Die Nabe kann insbesondere eine längliche Außenwand haben, die eine ausreichende Fläche für die Anbringung für das inhalierbare Substanzmedium und für die Anbringung der Speichen 364 bereitstellt. Die Nabe kann eine Dicke haben, die im Wesentlichen gleich der Länge der länglichen Wand ist, oder die längliche Wand kann eine Länge haben, die größer als die Dicke der Nabe ist, wobei die zusätzliche Länge sich vor oder hinter den Körper der Nabe oder beides erstreckt. Auf diese Weise wird das inhalierbare Substanzmedium innerhalb des Patronenkörpers aufgehängt und durch Spannung entlang der Länge des rohrförmig geformten inhalierbaren Substanzmediums, die jeweils von den Anbringungen an seinem ersten Ende und zweiten Ende an dem Mundende 315 und dem Eingreifende 310 des Patronenkörpers stammt, darin gehalten.
Das Spannen des inhalierbaren Substanzmediums kann insbesondere nützlich sein, um für eine spezifische Leistung des erfinderischen Artikels zu sorgen. Wie ansonsten hier beschrieben, kann es für das inhalierbare Substanzmedium vorteilhaft sein, wenn es eine relativ kleine Dicke hat, so dass Wärme effizient übertragen wird, insbesondere, wenn Substrate, wie etwa Papier, die eine relativ geringe Wärmeübertragung zeigen, verwendet werden. Substrate kleiner Dicke können jedoch in gewissen Dimensionen eine relativ geringe Festigkeit haben, während sie in anderen Dimensionen eine relativ hohe Festigkeit zeigen. Zum Beispiel zeigt dünnes Papier unter Spannung relativ zu der Festigkeit des gleichen Papiers unter Kompression eine hohe Festigkeit. Das Spannen kann auch den direkten Kontakt des Heizelements mit der Oberfläche des inhalierbaren Substanzmediums, das erhitzt werden soll (einschließlich eines verwendeten Substrats oder einer Dampfsperre, die vorhanden sein kann), erleichtern. Dies kann ferner erleichtert werden, indem das Heizelement mit einem Außendurchmesser versehen wird, der größer als der Innendurchmesser des Rohrs des inhalierbaren Substanzmediums ist, so dass das Heizelement tatsächlich Spannung im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des inhalierbaren Substanzmediums an das inhalierbare Substanzmedium bereitstellt. Insbesondere kann der Außendurchmesser des Heizelements den Innendurchmesser des inhalierbaren Substanzmediums (oder des Innendurchmessers irgendeiner weiteren Schicht, wie etwa einer Dampfsperre, die weiter innen ist) um etwa 1% bis etwa 20%, etwa 2% bis etwa 15%, etwa 3% bis etwa 12% oder etwa 5% bis etwa 10% überschreiten.
Wie vorstehend diskutiert, ist das Eingreifende 310 der Patrone 300 für das Einsetzen in das Steuergehäuse 200 bemessen und geformt. Die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 kann als durch eine Wand 212 mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche gekennzeichnet werden, wobei die Innenoberfläche das Innenvolumen der Aufnahmekammer definiert. Auf diese Weise ist der größte Außendurchmesser (oder abhängig von der spezifischen Querschnittform der Ausführungsformen eine andere Abmessung) der Patrone 300 bevorzugt derart bemessen, dass er kleiner als der Innendurchmesser (oder die andere Abmessung) an der Innenoberfläche der Wand des offenen Endes der Aufnahmekammer in dem Steuergehäuse ist. Idealerweise ist die Differenz der jeweiligen Durchmesser ausreichend klein, so dass die Patrone enganliegend in die Aufnahmekammer passt und Reibungskräfte verhindern, dass die Patrone ohne angewendete Kraft bewegt wird. Andererseits sollte die Differenz ausreichen, um zuzulassen, dass die Patrone in der Aufnahmekammer gleitet oder sich auf andere Weise schrittweise bewegt, ohne eine übermäßige Kraft zu erfordern. In alternativen Ausführungsformen kann der Artikel 10 derart aufgebaut sein, dass die Patrone (oder ein Teil davon) über und um die Aufnahmekammer des Steuergehäuses gleitet. Zum Beispiel kann die Patrone derart konfiguriert sein, dass die Patronenummantelung 380 einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser des Steuergehäuses an dem Ende der Aufnahmekammer ist. Auf diese Weise gleitet die Patronenummantelung über das Steuergehäuse, aber weitere Komponenten der Patrone können immer noch als in die Aufnahmekammer des Steuergehäuses eingesetzt betrachtet werden.
In bevorzugten Ausführungsformen kann der Artikel 10 eine Größe annehmen, die mit einer Zigaretten- oder Zigarrenform vergleichbar ist. Auf diese Weise kann der Artikel einen Durchmesser von etwa 5 mm bis etwa 25 mm, etwa 5 mm bis etwa 20 mm, etwa 6 mm bis etwa 15 mm oder etwa 6 mm bis etwa 10 mm haben. Eine derartige Abmessung kann insbesondere dem Außendurchmesser des Steuergehäuses 200 entsprechen. Auf diese Weise kann der Außendurchmesser der Patrone 300 hinreichend kleiner sein, um, wie hier diskutiert, das schrittweise Vorrücken der Patrone in der Aufnahmekammer 210 zu ermöglichen. Wie in 4 zu sehen, kann die Ummantelung 380 der Patrone derart ausgebildet sein, dass sie einen Bereich mit vergrößertem Durchmesser an dem Mundende 315 hat. Dieser Bereich mit vergrößertem Durchmesser hat ist bevorzugt derart, dass der Durchmesser wenigstens der Durchmesser an dem Aufnahmeende des Steuergehäuses ist. Somit ist die Mundendwand 316 derart ausgebildet, dass sie als ein Anschlag wirkt, um zu verhindern, dass die Patrone direkt in die Aufnahmekammer des Steuergehäuses eingesetzt wird.
Die Mundendwand kann das Mundende der Patrone als die Strecke von diesem zu dem Abschlussmundende der Patrone definieren. Dies kann der Bereich mit größerem Durchmesser, wie in 4 dargestellt, sein. Die Länge des Mundendabschnitts mit dem Bereich mit größerem Durchmesser kann, wie etwa von etwa 5 mm bis etwa 25 mm, etwa 8 mm bis etwa 22 mm oder etwa 10 mm bis etwa 20 mm, variieren. Dieser Bereich kann, wie ansonsten hier beschrieben, eine Filterkomponente umfassen. Überdies kann in anderen Ausführungsformen das Mundende der Ummantelung oder Patrone im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie ihr verbleibender Teil haben. In derartigen Ausführungsformen könnte das Mundende als der Abschnitt der Patrone definiert werden, der in der Verwendung nicht erhitzt wird und auf dem die Lippen des Konsumenten angeordnet würden. Ferner kann in derartigen Ausführungsformen noch eine Mundendwand vorhanden sein, um als ein Anschlag zu wirken. Alternativ können andere Anschlageinrichtungen bereitgestellt werden, die Einrichtungen innerhalb der Patrone und/oder der Aufnahmekammer des Steuergehäuses umfassen.
Das Steuergehäuse 200 und die Patrone 300 können ebenfalls in Bezug auf die Gesamtlänge gekennzeichnet werden. Zum Beispiel kann das Steuergehäuse eine Länge von etwa 40 mm bis etwa 120 mm, etwa 45 mm bis etwa 110 mm oder etwa 50 mm bis etwa 100 mm haben. Die Patrone kann eine Länge von etwa 20 mm bis etwa 60 mm, etwa 25 mm bis etwa 55 mm oder etwa 30 mm bis etwa 50 mm haben. Die Länge des Steuergehäuses kann im Wesentlichen gleich groß zwischen dem Steuerabschnitt 205 und dem Aufnahmeende (das durch die Aufnahmekammer 210 oder durch den Vorsprung 225 definiert werden kann) unterteilt werden. Alternativ kann die eine oder andere etwa 55%, etwa 60%, etwa 65% oder etwa 70% der Gesamtlänge des Steuergehäuses umfassen. In anderen Ausführungsformen kann die Aufnahmekammer eine Länge haben, die etwa 70% bis etwa 120%, etwa 80% bis etwa 110% oder etwa 85% bis etwa 100% der Länge der Patrone ist. Der Vorsprung kann insbesondere eine Länge von etwa 10 mm bis etwa 50 mm, etwa 15 mm bis etwa 45 mm oder etwa 20 mm bis etwa 40 mm haben.
Der Vorsprung kann aus einer Vielfalt an Materialien ausgebildet sein. In spezifischen Ausführungsformen kann es nützlich sein, wenn der Vorsprung aus einem Wärmeisolator ausgebildet ist. Dies kann wünschenswertsein, um den Wärmefluss von dem Heizelement zu dem inhalierbaren Substanzmedium anstatt zu dem Vorsprung zu maximieren.
Die Patronenummantelung 380 kann aus jedem Material ausgebildet sein, das nützlich ist, um dem Patronenkörper 305 zusätzliche Struktur und/oder Größe zu verleihen. Bevorzugt weist die Ummantelung ein Material auf, das der Wärmeübertragung Widerstand leistet, das Papier oder ein anderes faseriges Material, wie etwa Zellulose, umfassen kann. Die Ummantelung kann auch aus mehreren Schichten, wie etwa einer Unterlage, einer Masseschicht und einer darüber liegenden Schicht, wie etwa einem typischen Einwickelpapier in einer Zigarette, ausgebildet werden. Die Ummantelung kann insbesondere ein Material, das typischerweise in einem Filterelement einer herkömmlichen Zigarette verwendet wird, wie etwa Zelluloseacetat, aufweisen. Wenn die Ummantelung vorhanden ist, kann ihre Gesamtlänge von der Länge, die im Wesentlichen identisch mit der Länge des Patronenkörpers (und des inhalierbaren Substanzmediums 350) bis zu etwa dem Zweifachen der Länge des Patronenkörpers variieren. Somit kann die Ummantelung dadurch gekennzeichnet werden, dass sie sich über das Eingreifende 310 des Patronenkörpers hinaus erstreckt und/oder über das Mundende 315 des Patronenkörpers hinaus erstreckt. Somit können der Patronenkörper und das inhalierbare Substanzmedium jeweils eine Länge haben, die wenigstens bis zu etwa 50%, bis zu etwa 30% oder bis zu etwa 10% kleiner als die Länge der Ummantelung ist. Bevorzugt haben der Patronenkörper und das inhalierbare Substanzmedium jeweils eine Länge, die wenigstens 10%, wenigstens 15%, oder wenigstens 20% kleiner als die Länge der Ummantelung ist. Insbesondere kann die Strecke, die sich die Ummantelung über das Eingreifende 310 des Patronenkörpers hinaus erstreckt, etwa 5%, etwa 10%, etwa 15%, etwa 20%, etwa 25%, etwa 30%, etwa 40%, etwa 50%, etwa 60%, etwa 70%, etwa 80%, etwa 90% oder etwa 100% der Länge des Patronenkörpers sein. Ferner kann die Strecke, die sich die Ummantelung über das Eingreifende des Patronenkörpers erstreckt, etwa 5% bis etwa 100%, etwa 10% bis etwa 90%, etwa 15% bis etwa 80%, etwa 20% bis etwa 75%, etwa 25% bis etwa 70% oder etwa 30% bis etwa 60% der Länge des Patronenkörpers sein. Die Strecke, die sich die Ummantelung über das Mundende des Patronenkörpers erstreckt, kann wenigstens etwa 1 %, wenigstens etwa 2%, wenigstens etwa 3%, wenigstens etwa 4%, wenigstens etwa 5%, wenigstens etwa 6%, wenigstens etwa 7%, wenigstens etwa 8%, wenigstens etwa 9% oder wenigstens etwa 10% der Länge des Patronenkörpers sein. In anderen Ausführungsformen kann die Strecke etwa 2% bis etwa 20%, etwa 4% bis etwa 18% oder etwa 5% bis etwa 15% der Länge des Patronenkörpers sein. Diese überschüssige Länge der Ummantelung an dem Eingreifende der Patrone kann wirken, um das inhalierbare Substanzmedium innerhalb zu schützen und dem Artikel 10 auch strukturelle Integrität zu verleihen, wenn die Patrone nur bis zu einem Punkt in die Aufnahmekammer 210 eingesetzt wird, an dem das Heizelement gerade den Kontakt mit dem inhalierbaren Substanzmedium herstellt. Die überschüssige Länge der Ummantelung an dem Mundende der Patrone kann wirken, um einfach den Patronenkörper von dem Mund eines Konsumenten zu trennen oder Raum für die Positionierung eines Filtermaterials bereitzustellen oder um den Zug an dem Artikel zu beeinflussen oder um Strömungscharakteristiken des Dampfs oder Aerosols, das den Artikel während des Zugs verlässt, zu beeinflussen.
Alternativ kann die Ummantelung nicht vorhanden sein, und das inhalierbare Substanzmedium kann einfach im Wesentlichen eine kürzere Länge als die des Patronenkörpers haben. Ebenso kann die Ummantelung des Patronenkörpers im Wesentlichen zu einem einzigen Element kombiniert werden, das, wie hier ansonsten beschrieben, die Funktionen beider Elemente bereitstellt. In derartigen Ausführungsformen kann der ringförmige Raum 319, in dem der Dampf ausgebildet wird, der Raum zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Außenkörper (d.h. dem kombinierten Patronenkörper und der Ummantelung) sein. Zum Beispiel kann der Patronenkörper 305 Bezugnehmend auf 4 nicht vorhanden sein, und die Ummantelung 380 kann im Wesentlichen als der Patronenkörper - d.h. der Außenkörper - wirken. Insbesondere kann das zweite Ende 354 des inhalierbaren Substanzmediums 350 direkt an dem Außenkörper angebracht sein. Zum Beispiel kann eine (nicht gezeigte) Hülse verwendet werden, um das zweite Ende des inhalierbaren Substanzmediums an dem Außenkörper anzubringen. Das inhalierbare Substanzmedium kann perforiert sein, um eine Luftströmung in den ringförmigen Raum zuzulassen. Alternativ können in dem Bereich des ringförmigen Raums Perforierungen in dem Außenkörper (oder abhängig von der bestimmten Ausführungsform in der Patrone und/oder der Ummantelung) ausgebildet werden. Auf diese Weise umfasst die Erfindung in allen Ausführungsformen nach Bedarf das Vorhandensein von Perforationen oder Öffnungen in den Komponenten, um zuzulassen, dass Umgebungsluft direkt (z.B. ohne das zweite Ende des inhalierbaren Substanzmediums durchlaufen zu müssen) in den ringförmigen Raum strömt.
Die Ummantelung kann wirken, um bestimmte Charakteristiken an dem Mundende der Patrone bereitzustellen. Zum Beispiel können der Aufbau und/oder die Form und/oder die Abmessung der Ummantelung wirken, um die Sinneswahrnehmung einer herkömmlichen Zigarette in dem Mund eines Benutzers bereitzustellen. Überdies kann die Ummantelung ein Filter 390 (z.B. Zelluloseacetat oder Polypropylen) aufweisen, das in der Nähe des Mundendes der Patrone positioniert ist (wie etwa in 6 gezeigt, wo der Endpunkt des Mundendes 315 der Patrone entfernt ist, um das Filter darunter offenzulegen), um dessen strukturelle Integrität zu erhöhen und/oder, falls gewünscht, eine Filterfähigkeit bereitzustellen, und/oder um einen Widerstand für den Zug bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Artikel gemäß der Erfindung bei einer Luftströmung von 17,5 cc/s einen Druckabfall von etwa 50 bis etwa 200 mm Wasserdruck zeigen. In weiteren Ausführungsformen kann der Druckabfall etwa 60 mm bis etwa 180 mm oder etwa 70 mm bis etwa 150 mm betragen. Der Wert des Druckabfalls kann unter Verwendung einer Filtrona Filter Teststation (CTS-Serie), erhältlich von Filtrona Instruments and Automation Ltd. oder einem Qualitätstestmodul (QTM), erhältlich von der Cerulan Division of Molins, PLC, gemessen werden. Die Dicke des Filters entlang der Länge der Patrone kann variieren - z.B. von etwa 2 mm bis etwa 20 mm, etwa 5 mm bis etwa 20 mm oder etwa 10 mm bis etwa 15 mm. In einigen Ausführungsformen kann das Filter getrennt von der Ummantelung sein und das Filter kann durch die Ummantelung in seiner Position in der Nähe der Patrone gehalten werden.
Beispielhafte Arten von Ummantelungsmaterialien, Ummantelungsmaterialkomponenten und behandelten Ummantelungsmaterialien, die in der Ummantelung 380 in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind beschrieben in: den US-Patenten 5 105 838 von White et al.; 5 271 419 von Arzonico et al.; 5 220 930 von Gentry; 6 908 874 von Woodhead et al.; 6 929 013 von Ashcraft et al.; 7 195 019 von Hancock et al.; 7 276 120 von Holmes; 7 275 548 von Hancock et al.; PCT WO 01/08514 von Fournier et al.; und PCT WO 03/043450 von Hajaligol et al., die hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind. Stellvertretende Ummantelungsmaterialien sind als R. J. Reynolds Tobacco Company Grades 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 und 680 von Schweitzer-Maudit International im Handel erhältlich. Die Porigkeit des Ummantelungsmaterials kann variieren und liegt häufig zwischen etwa 5 CORESTA-Einheiten und etwa 30 000 CORESTA-Einheiten, liegt häufig zwischen etwa 10 CORESTA-einheiten und etwa 90 CORESTA-Einheiten und liegt oft zwischen etwa 8 CORESTA-Einheiten und 80 CORESTA-Einheiten.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Ummantelungsmaterial, das in der Ummantelung 380 verwendet wird, ein faseriges Material und wenigstens ein Füllmaterial, das in das faserige Material eingebettet ist oder darin verteilt ist, enthalten. Das faserige Material kann variieren und kann zum Beispiel ein zellulosehaltiges Material sein. Das Füllmaterial kann die Form von im Wesentlichen wasserunlöslichen Partikeln haben. Außerdem kann das Füllmaterial anorganische Komponenten enthalten.
Um die Aerosol- und Geschmackstoffabgabe, die andernfalls durch radiale (d.h. Außen-) Luftfilterung durch die Ummantelung 380 verdünnt werden kann, zu maximieren, können eine oder mehrere Schichten von nicht-porigem Zigarettenpapier verwendet werden, um die Patrone (wobei die Ummantelung vorhanden ist oder nicht) zu umhüllen. Beispiele für geeignete nicht-porige Zigarettenpapiere sind von der Kimberly-Clark Corp. als KC-63-5, P878-5, P878-16-2 und 780-63-5 im Handel verfügbar. Vorzugsweise ist die Ummantelung ein Material, das im Wesentlichen undurchlässig für den Dampf ist, der während der Verwendung des erfinderischen Artikels gebildet wird. Falls gewünscht, kann die Ummantelung ein elastisches Pappematerial, mit Folie überzogene Pappe, Metall, Polymermaterialen oder Ähnliches aufweisen, und dieses Material kann durch eine Zigarettenpapierumwicklung begrenzt werden. Überdies kann die Ummantelung 380 ein Belagpapier aufweisen, das die Komponente begrenzt und, wie ansonsten hier beschrieben, wahlweise verwendet werden kann, um ein Filtermaterial an der Patrone 300 anzubringen.
Erneut bezugnehmend auf 4 ist zu sehen, dass der Teil der Ummantelung an dem Mundende 315 der Patrone 300 sich tatsächlich über das Ende des Patronenkörpers 305 hinaus erstreckt und eine Öffnung 381 umfasst, um die freie Bewegung von Dampf und/oder Aerosol aus dem Artikel 10 zu einem Konsumenten zuzulassen. In einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, insbesondere ein Filtermaterial in diesem Bereich des Artikels, wie etwa zwischen dem Mundende 315 des Patronenkörpers 305 und dem abschließenden Mundende der Ummantelung 380 positioniert (wie in 6 gezeigt), aufzunehmen. Somit kann das Mundende der Patrone als (d.h. durch das Vorhandensein des Filtermaterials und/oder durch die Größe der Öffnung) teilweise verschlossen gekennzeichnet werden. Dies kann vorteilhaft sein, um die Konzentration der inhalierbaren Substanz, die an den Konsumenten abgegeben wird, zu begrenzen oder den Widerstand gegen den Zug zu steuern. Alternativ kann jedes verwendete Filtermaterial mit relativ geringem Entfernungswirkungsgrad konzipiert werden, um das durch es hindurch abgegebene Aerosol nicht erheblich zu begrenzen.
Das Steuergehäuse 200 umfasst eine elektrische Energiequelle 220, die Leistung an das elektrische Heizelement 400 bereitstellt. Die Energiequelle umfasst einen Vorsprung 225, der sich von ihr derart erstreckt, dass das Abschlussende des Vorsprungs sich ungefähr zu dem Ende der Aufnahmekammer 210 erstreckt. Die elektrische Energiequelle ist von einer Basis 230 umgeben, die Isoliereigenschaften bereitstellen kann und auch als ein fester Anschlag wirken kann, um zu verhindern, dass die Patrone 300 eine Strecke weit in das Steuergehäuse eingesetzt wird, so dass der Vorsprung sich durch das Mundende 315 der Patrone erstreckt. Der Vorsprung ist derart bemessen, dass er im Inneren des Innenraums, der durch die Innenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums 350 definiert wird, gleitet. Der Vorsprung ist auch derart bemessen, dass er das elektrische Heizelement in ausreichender Nähe zu dem inhalierbaren Substanzmedium (bevorzugt in direktem Kontakt damit) bereitstellt, um das Medium zu erhitzen und die Freisetzung der inhalierbaren Substanz zu bewirken. Somit können das Eingreifende 310 der Patrone allgemein oder insbesondere der Patronenkörper 305 als eine Öffnung umfassend gekennzeichnet werden, die ausreichend bemessen und geformt ist, um wenigstens eine Komponente der elektrischen Energiequelle (d.h. den Vorsprung 225) aufzunehmen.
Die elektrische Energiequelle 220 kann als eine elektrische Anschlussdose gekennzeichnet werden, die in elektrischer Verbindung mit einer (in 6 gezeigten) Leistungsquelle 275 steht und die zum Beispiel über die Kontakte 410, wie in 4 dargestellt, für die schalterbetätigte Abgabe elektrischer Energie an das Heizelement 400 sorgt. In einigen Ausführungsformen können die Kontakte permanent in die Anschlussdose oder die elektrische Energiequelle 220 eingesetzt sein. In andere Ausführungsformen kann die elektrische Energiequelle in der Hinsicht als eine eigentlichere Anschlussdose wirken, dass die Kontakte nicht permanent darin eingesetzt sind, sondern nur eine elektrische Verbindung mit der elektrischen Energiequelle herstellen, wenn die Patrone 300 ausreichend in die Aufnahmekammer 210 eingesetzt wird, so dass die Kontakte in eine elektrische Verbindung mit der elektrischen Energiequelle bewegt werden. In noch anderen Ausführungsformen kann der Vorsprung 225 in der Hinsicht als eine Erweiterung der elektrischen Energiequelle wirken, dass elektrische Leitungen 222 (wie in 9 zu sehen) auf dem Vorsprung vorhanden sind, und das elektrische Heizelement 400 nur elektrische Energie von der elektrischen Energiequelle empfängt, wenn das elektrische Heizelement (oder ein Teil davon) den Kontakt mit den elektrischen Leitungen herstellt.
Das elektrische Heizelement 400 kann jede Vorrichtung sein, die geeignet ist, um ausreichend Wärme bereitzustellen, um die Freisetzung der inhalierbaren Substanz für die Inhalation durch einen Konsumenten zu erleichtern. In gewissen Ausführungsformen ist das elektrische Heizelement ein Widerstandsheizelement. Nützliche Heizelemente können mit geringer Masse, geringer Dichte und moderatem spezifischem Widerstand und die bei Temperaturen, die während der Verwendung durchgemacht werden, thermisch stabil sind, sein. Nützliche Heizelemente heizen und kühlen schnell und sorgen somit für die effiziente Energienutzung. Das schnelle Heizen des Elements sorgt für die fast sofortige Verflüchtigung der aerosolbildenden Substanz. Das schnelle Kühlen verhindert eine wesentliche Verflüchtigung (und folglich Verschwendung) der aerosolbildenden Substanz während Zeitspannen, in denen die Aerosolbildung nicht erwünscht ist. Derartige Heizelemente lassen auch die relativ genaue Steuerung des Temperaturbereichs zu, den die aerosolbildende Substanz durchmacht, insbesondere wenn die zeitbasierte Stromsteuerung verwendet wird. Nützliche Heizelemente reagieren nicht chemisch mit den Materialien, die das inhalierbare Substanzmedium, das geheizt wird, aufweisen, um den Geschmack oder Inhalt des Aerosols oder Dampfs, das/der erzeugt wird, nicht nachteilig zu beeinflussen. Beispielhafte nicht einschränkende Materialien, die das Heizelement aufweisen kann, umfassen Kohlenstoff, Graphit, Kohlenstoff-/Graphit-Zusammensetzungen, metallische und nichtmetallische Karbide, Nitride, Silizide, intermetallische Verbindungen, Cermet, Metalllegierungen und Metallfolien. Insbesondere können feuerfeste Materialien nützlich sein. Vielfältige verschiedene Materialien können gemischt werden, um die erwünschten Eigenschaften des spezifischen Widerstands, der Masse, Wärmeleitfähigkeit und Oberflächeneigenschaften zu erreichen. Wie in 4 zu sehen, ist das elektrische Heizelement als eine Spule 405 aufgebaut, die in der Nähe des Abschlussendes des Vorsprungs 225 positioniert ist, wobei Kontakte 410 die Spule mit der elektrischen Energiequelle verbinden. Eine derartige Spule (und wahlweise die Leitungen) können aus jedem geeigneten Material, wie etwa vorstehend beschrieben, ausgebildet werden, und sie zeigt bevorzugt Eigenschaften, wie etwa die vorstehend Beschriebenen.
In anderen Ausführungsformen kann das Heizelement 400 andere Aufbauten annehmen. Zum Beispiel kann das Heizelement eine Anordnung einzelner Heizelemente aufweisen, die einzeln gesteuert werden, um nur den Teil des inhalierbaren Substanzmediums 350 in direktem Kontakt mit dem einzelnen Element zu erhitzen. Ein derartiger direkter Kontakt kann angesichts der Fähigkeit, eine Konduktionsheizung bereitzustellen, die schneller ist und die weniger Widerstand erfordert, bevorzugt werden. Zum Beispiel kann der Vorsprung 225 eine derartige Anordnung in einer Form aufweisen, die der Form des inhalierbaren Substanzmediums in der Patrone 300 entspricht. Insbesondere wenn das inhalierbare Substanzmedium rohrförmig ist, kann das Heizelement ein rohrförmiges Element sein, das entlang seiner Länge in Abschnitte unterteilt ist, um eine Anordnung von Widerstandsheizungen bereitzustellen. Alternativ kann das rohrförmige Element in Abschnitte um seinen Umfang herum unterteilt werden, um eine Anordnung von Widerstandsheizungen bereitzustellen. In jeder Ausführungsform kann das rohrförmige inhalierbare Substanzmedium nur in dem Abschnitt erhitzt werden, das dem Abschnitt der Heizungsanordnung, der geheizt wird, entspricht (wobei zu jeder Zeit nur ein Abschnitt heizbar ist). Bevorzugt können derartige Abschnitte der Heizungsanordnung durch Nichtheizungs- oder isolierende Abschnitte getrennt werden, um einen Überlapp geheizter Abschnitte auf dem inhalierbaren Substanzmedium zu vermeiden. In anderen Ausführungsformen kann die Heizungsanordnung linear sein, und das inhalierbare Substanzmedium kann derart geformt und bemessen sein, dass es mit einer derartigen linearen Form wechselwirkt. Beispiele für derartige Heizungsanordnungen, die nach der vorstehend bereitgestellten Diskussion für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung angepasst werden können, sind zu finden in: den US-Patenten 5 060 671 von Counts et al.; 5 093 894 von Deevi et al.; 5 224 498 von Deevi et al.; 5 228 460 von Sprinkel Jr., et al.; 5 322 075 von Deevi et al.; 5 353 813 von Deevi et al.; 5 468 936 von Deevi et al.; 5 498 850 von Das; 5 659 656 von Das; 5 498 855 von Deevi et al.; 5 530 225 von Hajaligol; 5,665,262 von Hajaligol; 5,573,692 von Das et al.; und 5 591 368 von Fleischhauer et al., die hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind.
Angesichts der verschiedenen möglichen Heizungsaufbauten umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, in denen das inhalierbare Substanzmedium 350 beschichtet, laminiert oder in anderer Weise direkt an dem/den Heizelement/en angebracht sein kann. In einem Beispiel kann das Heizelement die Form einer Metallfolie - z.B. nichtrostende Stahlfolie, Aluminiumfolie, Kupferfolie, und Ähnliches - haben. Zum Beispiel kann die Folie eine Dicke von etwa 0.05 mm bis etwa 10 mm, etwa 0.1 mm bis etwa 8 mm, etwa 0.2 mm bis etwa 6 mm, etwa 0.5 mm bis etwa 5 mm oder etwa 1 mm bis etwa 4 mm haben. Die Folie kann ebenso eine Länge von etwa 20 mm bis etwa 150 mm, etwa 40 mm bis etwa 120 mm oder etwa 50 mm bis etwa 100 mm haben. Die Heizelementfolie kann mit jedem nützlichen Aufbau, wie etwa einer im Wesentlichen geraden Linie oder gewendelt (z.B. mit einem Spulendurchmesser von etwa 4 mm bis etwa 15 mm, etwa 5 mm bis etwa 12 mm oder etwa 6 mm bis etwa 10 mm) oder in einer anderen Weise in einem gewundenen Aufbau bereitgestellt werden. In noch anderen Ausführungsformen kann das Heizelement als mehrere Schichten von Scheiben (z.B. mit einem Durchmesser von etwa 1 mm bis etwa 6 mm, etwa 1.5 mm bis etwa 5 mm oder etwa 2 mm bis etwa 4 mm) der Reihe nach angeordnet (und wahlweise der Reihe nach aktiviert) werden, um aerosolbildende Materialien, die darauf beschichtet oder benachbart dazu sind, freizusetzen. Das Heizelement kann ferner ein faseriges Material mit einer großen Oberfläche und einer adsorbierenden, porigen, benetzbaren Eigenschaft aufweisen, um allein oder in Kombination mit einem getrennten Aerosolbildner eine geeignete Menge der inhalierbaren Substanz zu tragen. Zum Beispiel kann das Heizelement die Form poriger Metalldrähte oder dünner Schichten; Kohlenstoffgarnen, Stoffen, Fasern, Scheiben oder Streifen; Graphitzylindern, Geweben oder Lacken; mikroporiger Hochtemperaturpolymere mit moderaten spezifischen Widerständen; poriger Substrate in engem Kontakt mit Widerstandsheizungskomponenten; und Ähnlichen haben. In bevorzugten Konzeptionen kann es nützlich sein, die Heizungsoberfläche zu maximieren, was zu einer verringerten Heizungstemperaturanforderung führen kann, um die richtige Aerosolfreisetzung zu erreichen. In einem spezifischen Beispiel kann das inhalierbare Substanzmedium 350 eine Mischung aus fein gemahlenem Tabak, Tabakextrakt, sprühgetrocknetem Tabakextrakt oder einer anderen Tabakform, die mit optionalen anorganischen Materialien (wie etwa Kalziumcarbonat), optionalen Geschmackstoffen und aerosolbildenden Materialien gemischt wird, aufweisen, um ein im Wesentlichen festes oder formbares (z.B. extrudierbares) Substrat zu bilden. Dieses feste oder formbare Substrat kann dann direkt an dem Heizelement befestigt werden. Wie vorstehend bemerkt, können mehrere Heizungselemente mit dem direkt daran angebrachten inhalierbaren Substanzmedium 350 der Reihe nach angeordnet und aktiviert werden, um ihre aerosolbildenden Materialien freizusetzen.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Heizelement integral mit dem inhalierbaren Substanzmedium (z.B. darin eingebettet) sein. Zum Beispiel kann das inhalierbare Substanzmedium 350 aus einem Material, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sein und kann ein oder mehrere leitende Materialien damit gemischt haben. Kontakte 410 können, wie hier beschrieben, direkt mit dem inhalierbaren Substanzmedium verbunden sein, so dass die Kontakte, wenn die Patrone 300 in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 eingesetzt wird, die elektrische Verbindung mit der elektrischen Energiequelle 220 herstellen. Alternativ können die Kontakte integral mit der elektrischen Energiequelle sein und sich in die Aufnahmekammer erstrecken, so dass die Kontakte die elektrische Verbindung mit dem inhalierbaren Substanzmedium herstellen, wenn die Patrone in die Aufnahmekammer des Steuergehäuses eingesetzt wird. Aufgrund des Vorhandenseins des leitenden Materials in dem inhalierbaren Substanzmedium ermöglicht die Anwendung von Leistung von der elektrischen Energiequelle auf das inhalierbare Substanzmedium, dass ein elektrischer Strom fließt und auf diese Weise Wärme aus dem leitenden Material erzeugt wird. Somit kann das Heizelement als integral mit dem inhalierbaren Substanzmedium beschrieben werden. Als ein nichteinschränkendes Beispiel können Graphit oder andere geeignete leitende Materialien mit dem Material, welches das inhalierbare Substanzmedium bildet, vermischt, darin eingebettet werden oder in anderer Weise direkt auf oder in diesem vorhanden sein, um das Heizelement integral mit dem Medium zu machen.
In noch weiteren Ausführungsformen kann ein herkömmliches Heizelement gemäß verschiedenen hier beschriebenen Aufbauten auch mit dem inhalierbaren Substanzmedium kombiniert werden, so dass es wenigstens teilweise darin eingebettet ist. Zum Beispiel kann die Heizspule 407 Bezugnehmend auf 12 integral mit dem inhalierbaren Substanzmedium 350 ausgebildet sein, so dass wenigstens ein Teil der Heizspule vollständig innerhalb der Außen- und Innenwände des inhalierbaren Substanzmediums angeordnet ist. In derartigen Ausführungsformen können sich die elektrischen Kontakte 410 aus dem inhalierbaren Substanzmedium heraus erstrecken. In noch weiteren Ausführungsformen kann eine Dampfsperre, die auf dem inhalierbaren Substanzmedium vorhanden ist, ebenfalls als das Heizelement wirken.
Das Steuergehäuse 200 kann zusätzliche Komponenten umfassen, die bevorzugt in dem Steuerabschnitt 205 vorhanden sind (wenngleich eine oder mehrere derartige zusätzliche Komponenten vollständig oder teilweise in die Aufnahmekammer 210 gefüllt werden oder in Verbindung mit der Aufnahmekammer stehen können). Zum Beispiel umfasst das Steuergehäuse bevorzugt eine Steuerschaltung 260 (die, wie hier ferner beschrieben, mit weiteren Komponenten verbunden sein kann), die durch (nicht gezeigte) elektrisch leitenden Drähte mit einer Leistungsquelle 275 verbunden ist. Die Steuerschaltung kann insbesondere steuern, wann und wie das Heizelement 400 elektrische Energie empfängt, um das inhalierbare Substanzmedium 350 für die Freisetzung der inhalierbaren Substanz für die Inhalation durch einen Konsumenten zu erhitzen. Eine derartige Steuerung kann die Betätigung der druckempfindlichen Schalter oder Ähnlicher, die hier nachstehend detaillierter beschrieben werden, betreffen.
Die Steuerkomponenten können insbesondere aufgebaut sein, um die Wärmemenge, die an das inhalierbare Substanzmedium 350 bereitgestellt wird, eng zu steuern. Während die Wärme, die benötigt wird, um die aerosolbildende Substanz in einem ausreichenden Volumen zu verflüchtigen, um eine erwünschte Dosierung der inhalierbaren Substanz für einen einzelnen Zug bereitzustellen, für jede bestimmte Substanz, die verwendet wird, variieren kann, kann es für das Heizelement insbesondere nützlich sein, auf eine Temperatur von wenigstens 120°C, wenigstens 130°C oder wenigstens 140°C zu heizen. Um in einigen Ausführungsformen eine geeignete Menge der aerosolbildenden Substanz zu verflüchtigen und auf diese Weise eine erwünschte Dosierung der inhalierbaren Substanz bereitzustellen, kann die Heiztemperatur wenigstens 150°C, wenigstens 200°C, wenigstens 300°C oder wenigstens 350°C betragen. Es kann jedoch insbesondere wünschenswert sein, das Heizen auf Temperaturen, die wesentlich über etwa 550°C liegen, zu vermeiden, um die Verschlechterung und/oder übermäßige, vorzeitige Verflüchtigung der aerosolbildenden Substanz zu vermeiden. Das Heizen sollte insbesondere bei einer ausreichend niedrigen Temperatur und für eine ausreichend kurze Zeit sein, um eine wesentliche Verbrennung (bevorzug jegliche Verbrennung) des inhalierbaren Substanzmediums zu vermeiden. Die vorliegende Erfindung kann insbesondere die Komponenten des vorliegenden Artikels in Kombinationen und Verwendungsarten bereitstellen, welche die inhalierbare Substanz in erwünschten Mengen bei relativ niedrigen Temperaturen liefern. Als Solche kann sich die Ausbeute auf die Erzeugung des Aerosols innerhalb des Artikels und die Abgabe aus dem Artikel an einen Konsumenten oder beides beziehen. In spezifischen Ausführungsformen kann die Heiztemperatur etwa 120°C bis etwa 300°C, etwa 130°C bis etwa 290°C, etwa 140°C bis etwa 280°C, etwa 150°C bis etwa 250°C oder etwa 160°C bis etwa 200°C betragen. Die Dauer des Heizens kann, wie hier nachstehend detaillierter diskutiert, durch eine Anzahl von Faktoren gesteuert werden. Die Heiztemperatur und Dauer können, wie hier ferner beschrieben wird, von dem gewünschten Volumen des Aerosols und der Umgebungsluft abhängen, für die gewünscht wird, dass sie durch den ringförmigen Raum 319, der durch die Innenoberfläche der Wand des Patronenkörpers 305 und die Außenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums 350 definiert wird, eingesaugt wird. Die Dauer kann jedoch abhängig von der Heizrate des Heizelements variiert werden, da der Artikel derart aufgebaut sein kann, dass das Heizelement nur mit Energie gespeist wird, bis eine gewünschte Temperatur erreicht wird. Alternativ kann die Dauer des Heizens mit der Dauer eines Zugs an dem Artikel durch einen Konsumenten gekoppelt werden. Die Temperatur und Zeit des Heizens können, wie vorstehend bemerkt, durch eine oder mehrere Komponenten, die in dem Steuergehäuse enthalten sind, gesteuert werden.
Die Menge des inhalierbaren Materials, die durch den erfinderischen Artikel 10 freigesetzt wird, kann basierend auf dem Wesen des inhalierbaren Materials variieren. Vorzugsweise ist der Artikel 10 mit einer ausreichenden Menge des inhalierbaren Materials, mit einer ausreichenden Menge eines Aerosolbildners und derart aufgebaut, dass er bei einer ausreichenden Temperatur eine ausreichende Zeit lang wirkt, um über einen Anwendungsverlauf eine gewünschte Menge freizusetzen. Die Menge kann in einer einzigen Inhalation von dem Artikel 10 bereitgestellt werden oder kann unterteilt werden, so dass sie über eine relativ kurze Zeitspanne (z.B. weniger als 30 Minuten, weniger als 20 Minuten, weniger als 15 Minuten, weniger als 10 Minuten oder weniger als 5 Minuten) über eine Anzahl von Zügen von dem Artikel bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann der Artikel Nikotin in einer Menge von etwa 0,05 mg bis etwa 1,0 mg, etwa 0,08 mg bis etwa 0,5 mg, etwa 0,1 mg bis etwa 0,3 mg oder etwa 0,15 mg bis etwa 0,25 mg pro Zug an dem Artikel 10 bereitstellen. In anderen Ausführungsformen kann eine erwünschte Menge in Bezug auf die Menge feuchter Schwebstoffe, die basierend auf der Zugdauer und dem Volumen geliefert werden, gekennzeichnet werden. Zum Beispiel kann der Artikel 10 für eine vorgegebene Anzahl von Zügen (wie hier ansonsten beschrieben wird) wenigstens 1,0 mg feuchte Schwebstoffe bei jedem Zug liefern, wenn er unter Standard-FTC-Rauchbedingungen von Zügen mit 2 Sekunden und 35 ml geraucht wird. Ein derartiges Testen kann unter Verwendung einer beliebigen Standard-Rauchmaschine ausgeführt werden. In anderen Ausführungsformen kann die Menge feuchter Schwebstoffe (WTPM), die unter den gleichen Bedingungen bei jedem Zug geliefert wird, wenigstens 1,5 mg, wenigstens 1,7 mg, wenigstens 2,0 mg, wenigstens 2,5 mg, wenigstens 3,0 mg, etwa 1,0 mg bis etwa 5,0 mg, etwa 1,5 mg bis etwa 4,0 mg, etwa 2,0 mg bis etwa 4,0 mg oder etwa 2,0 mg bis etwa 3,0 mg betragen. Die gleichen Werte können angewendet werden, wenn der Artikel in Form der Menge von Dampf oder Aerosol, die sich pro Zug ergibt, gekennzeichnet wird.
Zurückkehrend zu 4 wird eine bestimmte Ausführungsform des erfinderischen Artikels 10 dargestellt, wobei der Artikel schrittweise vorrückbar ist, um abschnittsweises Heizen des inhalierbaren Substanzmediums 350 bereitzustellen. In der Verwendung gemäß dieser Ausführungsform wird das Eingreifende 310 (einschließlich jeglicher Ummantelung, die vorhanden ist und sich über das Ende der Patronenwand 305 erstreckt) der Patrone 300 in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 eingesetzt. Wenn das Eingreifende der Patrone, wie in 7 deutlicher zu sehen, eine minimale durchführbare Strecke in die Aufnahmekammer gleitet, werden das inhalierbare Substanzmedium 350, das elektrische Heizelement 400 und die elektrische Energiequelle 220 ausgerichtet, um das Heizen wenigstens eines Abschnitts des inhalierbaren Substanzmediums 350 zu ermöglichen. Eine derartige Ausrichtung kann sich aus der direkten Querschnittsausrichtung der drei Komponenten ergeben (z.B. werden das inhalierbare Substanzmedium 350, das elektrische Heizelement 400 und der Vorsprung 225, der als eine Erweiterung der elektrischen Energiequelle 220 wirkt, alle derart ausgerichtet, dass ein Querschnitt der Ausrichtungsfläche einen Teil aller drei Komponenten umfassen kann). Alternativ können nur das inhalierbare Substanzmedium 350 und das elektrische Heizelement 400 in einer direkten Querschnittsausrichtung sein, aber die elektrische Energiequelle 220 kann in der Hinsicht als damit ausgerichtet betrachtet werden, dass das elektrische Heizelement mit der elektrischen Energiequelle 220 ausgerichtet wird, um eine elektrische Verbindung damit herzustellen. Auf dieses kann als eine betriebsfähige Ausrichtung Bezug genommen werden.
Die in 4 und 7 dargestellte Ausführungsform sorgt für abschnittsweises Heizen des inhalierbaren Substanzmediums 350, wobei das abschnittsweise Heizen axial von dem zweiten Ende 354 des inhalierbaren Substanzmediums zu dem ersten Ende 353 des inhalierbaren Substanzmediums voranschreitet. Wie in 7 zu sehen, wurde die Patrone 300 mit der minimalen Strecke in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 220 eingesetzt, so dass das Heizelement 400, das an dem Vorsprung 225 angebracht ist und in elektrischer Verbindung mit der elektrischen Energiequelle 220 ist, im Inneren des mittleren Hohlraums 351 des inhalierbaren Substanzmediums positioniert ist. In dieser Ausführungsform wurde das zweite Ende 354 des inhalierbaren Substanzmediums in Abschnitte unterteilt, wobei das in Abschnitte unterteilte Ende der Befestigungspunkt an dem Eingreifende 310 des Patronenkörpers 305 ist. Das in Abschnitte unterteilte Wesen des zweiten Endes des inhalierbaren Substanzmediums kann derart sein, dass eine oder mehrere Öffnungen in dem Eingreifende 310 der Patrone bereitgestellt ist/sind, um den Lufteintritt in den ringförmigen Raum 319 zu erleichtern. In bestimmten Ausführungsformen kann das in Abschnitte unterteilte Ende auch aufgeweitet sein, was ermöglichen kann, dass der rohrförmige Körper des inhalierbaren Substanzmediums einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser des in Abschnitte unterteilten Endes des inhalierbaren Substanzmediums ist. Eine derartige in Abschnitte unterteilte und (wahlweise) aufgeweitete Anordnung erleichtert eines oder mehrere der Folgenden: Spannen des inhalierbaren Substanzmediums innerhalb des Patronenkörpers; Aufbau des inhalierbaren Substanzmediums, so dass es einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser des rohrförmigen Patronenkörpers ist; und die Bereitstellung eines Durchgangs für Luft durch den ringförmigen Raum, der durch die Außenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums und die Innenoberfläche der Wand des Patronenkörpers definiert wird. Somit kann die Patrone als einen Strömungsweg hindurch umfassend gekennzeichnet werden, so dass ein Fluiddurchgang von dem Eingreifende der Patrone zu dem Mundende 315 der Patrone im Wesentlichen auf den Durchgang durch den ringförmigen Raum 319 zwischen der Innenoberfläche der Patronenkörperwand und der Außenoberfläche der Wand des inhalierbaren Substanzmediums begrenzt ist.
In weiteren Ausführungsformen können andere Einrichtungen bereitgestellt werden, um zuzulassen, das Luft in den ringförmigen Raum strömt. Zum Beispiel kann das inhalierbare Substanzmedium an einer Hülse angebracht werden, die direkt an dem Patronenkörper angebracht ist. In derartigen Ausführungsformen kann die Hülse und/oder ein Teil des inhalierbaren Substanzmediums in der Nähe der Hülse perforiert sein. Alternativ kann die Patrone (und wahlweise die Ummantelung, sofern vorhanden) Öffnungen oder eine Perforation umfassen, die ermöglichen, dass Luft direkt in den ringförmigen Raum strömt.
Der Aufbau des Patronenkörpers 305 und der Patronenummantelung 380 ist bevorzugt derart, dass der Luftdurchgang um den Patronenkörper herum und zwischen dem Patronenkörper und der Ummantelung im Wesentlichen verhindert wird. Wie in 7 zu sehen, ist somit der Flansch 302 an dem Eingreifende 310 des Patronenkörpers derart bemessen, dass der Außenrand des Flansches um dessen gesamten Umfang herum in direktem Kontakt mit der Patronenummantelung ist.
Die Aufnahmekammer 212 kann eine oder mehrere Öffnungen 213 darin umfassen, um den Eintritt von Umgebungsluft in das Innere der Aufnahmekammer 210 zuzulassen. Wenn ein Konsument an dem Mundende der Patrone 300 zieht, kann somit Luft für die Inhalation durch den Konsumenten in die Aufnahmekammer gesaugt werden, in die Patrone gehen, durch das in Abschnitte unterteilte und aufgeweitete zweite Ende 354 des inhalierbaren Substanzmediums 350 gesaugt werden, in den ringförmigen Raum 319 zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Patronenkörper 305 eintreten, und den offenen Raum in dem Patronenrahmenelement 360 durchlaufen. In Ausführungsformen, in denen die Ummantelung 380 vorhanden ist, befördert die angesaugte Luft die inhalierbare Substanz durch das (in 6 dargestellte) optionale Filter 390 und aus der Öffnung 381 an dem Mundende der Ummantelung.
Die breitere Öffnung des Patronenkörpers 305 an seinem Eingreifende 310 (zusammen mit dem in Abschnitte unterteilten und aufgeweiteten Wesen des zweiten Endes 354 des inhalierbaren Substanzmediums 350) erleichtert die Leichtigkeit des Richtens des Vorsprungs 225 (mit dem Heizelement 400 darauf) in den Innenraum des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums 350. Wenn das Heizelement im Inneren des Anfangsabschnitts des rohrförmigen Teils des inhalierbaren Substanzmediums positioniert ist, kann das Heizelement aktiviert werden, um das inhalierbare Substanzmedium zu erhitzen und die Freisetzung der inhalierbaren Substanz in den ringförmigen Raum zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Patronenkörper bewirken. In einigen Ausführungsformen kann die Aktivierung des Heizelements das aerosolbildende Material und/oder die inhalierbare Substanz des inhalierbaren Substanzmediums verflüchtigen, so dass das/die verflüchtigte/n Material/ien, wenn durch den ringförmigen Raum Umgebungsluft eingesaugt wird, für die Inhalation durch den Konsumenten aerosoliert wird/werden und in der Luft, die durch den ringförmigen Raum und zu dem Mundende strömt, mitgerissen wird/werden.
In Ausführungsformen, in denen abschnittweises Heizen mit einem Heizelement 400, das physikalisch eine Komponente des Steuergehäuses 200 ist, bereitgestellt wird, wird das Heizelement typischerweise nur entlang eines Abschnitts mit definierter Länge auf dem Vorsprung 225 vorhanden sein. Wie in 4 und 7 gezeigt, kann der Abschnitt, in dem das Heizelement angeordnet ist, in der Nähe des Endes des Vorsprungs an dem offenen Ende der Aufnahmekammer 210 sein. Der relative Prozentsatz des Vorsprungs, der das Heizelement umfasst, kann auf der Gesamtlänge des inhalierbaren Substanzmediums 350 und der Anzahl von Zügen, die von einer einzelnen Patrone 300 geliefert werden soll, basieren. Eine einzelne Patrone kann etwa 4 bis etwa 12, etwa 5 bis etwa 11 oder etwa 6 bis etwa 10 Züge bereitstellen, was die Anzahl von Zügen in einer typischen Zigarette annähert. Für das abschnittsweise Heizen kann der Abschnitt des Vorsprungs, der das Heizelement umfasst, etwa 5% bis etwa 50% der Gesamtlänge des Vorsprungs umspannen. In anderen Ausführungsformen kann der Abschnitt etwa 5% bis etwa 40%, etwa 5% bis etwa 30%, etwa 5% bis etwa 20% oder etwa 10% bis etwa 20% der Gesamtlänge des Vorsprungs umspannen.
Wie vorstehend bemerkt, kann eine Dampfsperre 375 (wie in 4a dargestellt) auf der Innenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums 350 vorhanden sein, um die Aerosol- oder Dampfbildung innerhalb des Innenraums des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums zu verringern oder zu verhindern, und die Aerosol- oder Dampfbildung innerhalb des genannten ringförmigen Raums zu maximieren. Ferner kann das Vorhandensein des Heizelements 400 innerhalb des Innenraums des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums Dampfverluste, die sich aus der Wechselwirkung des Dampfs und des Heizelements ergeben können, verringern. Noch ferner kann eine derartige Positionierung wirken, um das Heizelement von der Luftströmung, die während des Zugs im Inneren des Artikels strömt (wie vorstehend beschrieben), zu trennen. Dies kann vorteilhaft sein, um die Wärmeabgabe von dem Heizelement an das inhalierbare Substanzmedium zu maximieren und auf diese Weise niedrigere Heiztemperaturen und/oder eine kürzere Heizdauer zu ermöglichen, während immer noch die gewünschte Aerosolbildung und Freisetzung der inhalierbaren Substanz erreicht werden. Dieser Aufbau kann für einen niedrigeren Energieverbrauch sorgen, der notwendig ist, um die notwendige Heiztemperatur zu erreichen, und dies kann wiederum eine verlängerte Batterielebensdauer erleichtern (oder kann den Energieinhalt, der in einem Kondensator für die vollständige Nutzung einer Patrone gespeichert werden muss, verkleinern).
Der Gehalt von Aerosol oder Dampf und der inhalierbaren Substanz, die während des Heizens freigesetzt wird, können auf einer Vielfalt von Faktoren basieren. In einigen Ausführungsformen kann es nützlich sein, dass der ringförmige Raum 319 zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium 350 und dem Patronenkörper 305 (oder dem Außenkörper in Ausführungsformen, in denen die Patrone und die Ummantelung kombiniert sind) ein definiertes Volumen hat. Zum Beispiel kann der ringförmige Raum ein Volumen von wenigstens 0,25 ml, wenigstens 0,5 ml, wenigstens 0,75 ml, wenigstens 1,0 ml oder wenigstens 1,25 ml haben. In anderen Ausführungsformen kann das Volumen des ringförmigen Raums etwa 0,25 ml bis etwa 5,0 ml, etwa 0,5 ml bis etwa 3,0 ml, etwa 0,7 ml bis etwa 2,0 ml oder etwa 0,7 ml bis etwa 1,5 ml betragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Gesamtvolumen von Aerosol, das in einem einzelnen Zug erzeugt wird, größer als das ringförmige Raumvolumen sein, da das ausgebildete Aerosol kontinuierlich mit Luft, die durch den ringförmigen Raum gezogen wird, mitgerissen wird, um für den Durchgang zu dem Konsumenten als das gesamte Zugvolumen mit dem Aerosol kombiniert zu werden. Zum Beispiel kann in einer durchschnittlichen Zugdauer von etwa 2 Sekunden ein Zugvolumen von etwa 25 ml bis etwa 75 ml, etwa 30 ml bis etwa 70 ml, etwa 35 ml bis etwa 65 ml oder etwa 40 ml bis etwa 60 ml an den Konsumenten geliefert werden. Ein derartiges gesamtes Zugvolumen kann in gewissen Ausführungsformen den vorher beschriebenen WTPM-Inhalt bereitstellen. Auf diese Weise kann WTPM, wie es geliefert wird, in Relation zu dem gesamten Zugvolumen - z.B. etwa 1 mg bis etwa 4 mg WTPM in einem gesamten Zugvolumen von etwa 25 ml bis etwa 75 ml - gekennzeichnet werden. Eine derartige Kennzeichnung schließt alle hier beschriebenen Zugvolumenwerte und WTPM-Werte ein.
Aus dem Vorstehenden ist es offensichtlich, dass der ringförmige Raum in Relation zu der Bereitstellung sowohl eines tatsächlichen Kopfraums als auch eines dynamischen Kopfraums definiert werden kann. Der ringförmige Raum stellt in der Hinsicht einen tatsächlichen Kopfraum bereit, dass der ringförmige Raum basierend auf der Länge des inhalierbaren Substanzmediums, den relativen Durchmessern des inhalierbaren Substanzmediums und der Patrone und der tatsächlichen Form jeder Komponente ein quantifizierbares Volumen hat. Im Gegensatz dazu kann der ringförmige Raum in der Hinsicht als ein dynamischer Kopfraum definiert werden, dass der erfinderische Artikel nicht auf die Aerosolerzeugung eines Volumens beschränkt ist, das nur ausreicht, um das tatsächliche ringförmige Raumvolumen während eines einzigen Zugs zu füllen. Vielmehr kann während eines einzelnen Zugs kontinuierlich Aerosol gebildet werden, und das gebildete Aerosol wird während des Zugs kontinuierlich aus dem ringförmigen Raum gesaugt. Somit stellt der ringförmige Raum einen dynamischen Kopfraum bereit, der in Form des gesamten Zugvolumens, das während eines einzigen Zugs durch den ringförmigen Raum gesaugt wird, quantifiziert werden kann. Der dynamische Kopfraum kann abhängig von der Saugstärke und der Zuglänge zwischen Zügen variieren. Der dynamische Kopfraum kann in gewissen Ausführungsformen über eine durchschnittliche Zugdauer von etwa 2 Sekunden ein Volumen, wie vorstehend beschrieben, haben.
In einigen Ausführungsformen kann es nützlich sein, eine Anzeige bereitzustellen, wenn die Patrone 300 die minimale Einsetzstrecke in die Aufnahmekammer 210 erreicht hat, so dass das Heizelement 400 auf dem Vorsprung 225 genau in dem anfänglichen heizbaren Abschnitt oder Segment des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums 350 positioniert ist. Zum Beispiel kann die Patrone eine oder mehrere Markierungen (oder eine abgestufte Skala) auf ihrer Außenseite (z.B. auf der Außenoberfläche der Patronenummantelung 380) umfassen. Eine einzige Markierung (z.B. wie in 7 dargestellt) kann die Einsetztiefe anzeigen, die erforderlich ist, um diese anfängliche Position für die Verwendung zu erreichen. Weitere Markierungen können die Strecke anzeigen, welche die Patrone schrittweise in die Aufnahmekammer vorgerückt werden muss, um das Heizelement auf einem frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums, das vorher nicht für die Freisetzung der inhalierbaren Substanz erhitzt wurde, zu positionieren. Alternativ können die Patrone und die Aufnahmekammer eine oder eine Reihe von Nuten (oder Arretierungen) und Vorsprünge (zwischen den zwei Komponenten austauschbar) umfassen, die eine tastbare Anzeige dafür bereitstellen, wann die anfängliche Heizposition erreicht wurde, und wann die Patrone eine weitere Strecke schrittweise vorgerückt wurde, die notwendig ist, um das Heizelement auf einem frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums, der vorher nicht für die Freisetzung der inhalierbaren Substanz erhitzt wurde, zu positionieren. Alle derartigen Einrichtungen, die es einem Konsumenten ermöglichen, zu erkennen und zu verstehen, dass die Patrone ausreichend schrittweise in die Aufnahmekammer vorgerückt wurde, um das Heizelement auf einem frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums zu positionieren, können in dem vorliegenden Artikel 10 verwendet werden.
8 stellt ferner das abschnittsweise Heizen der vorliegenden Ausführungsform dar. Nachdem das Heizelement 400 in Bezug auf 7 aktiviert wurde und die inhalierbare Substanz auf dem erhitzten Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350 für die Inhalation durch den Konsumenten freigesetzt wurde, wird die Patrone 300 dann schrittweise weiter in die Aufnahmekammer 210 vorgerückt, so dass die Patrone schrittweise an dem Abschnitt des Vorsprungs 225 mit dem darauf vorhandenen elektrischen Heizelement vorbei vorgerückt wird. 8 zeigt den Artikel 10, nachdem das schrittweise Vorrücken stattgefunden hat. Das Heizelement ist nun innerhalb des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums näher an dem Mundende des Patronenkörpers 305 und jenseits des Abschnitts des inhalierbaren Substanzmediums, der vorher erhitzt wurde, positioniert. Auf diese Weise ist das Heizelement nun in der Nähe eines frischen Abschnitts des inhalierbaren Substanzmediums positioniert. Dieses schrittweise Vorrücken der Patrone innerhalb der Aufnahmekammer zum Erhitzen einzelner Abschnitte des inhalierbaren Substanzmediums kann über eine Vielfalt an Mechanismen erreicht werden, wobei die Erfindung jeden umfassen kann. Zum Beispiel kann das schrittweise Vorrücken durch einen Benutzer manuell gesteuert werden, so dass die Patrone nach einem Zug manuell weiter in die Aufnahmekammer geschoben wird, indem auf das Mundende der Patrone geklopft bzw. getippt wird oder auf andere Weise eine Kraft angewendet wird, um die Patrone manuell weiter in die Aufnahmekammer zu schieben. Der Benutzer kann die richtige Strecke, um welche die Patrone in die Aufnahmekammer geschoben werden muss, wie beschrieben über die Teilungsmarkierungen auf der Patrone oder durch die Tastwahrnehmung der Patrone, die eine weitere Kerbe innerhalb der Aufnahmekammer durchläuft, die beide vorstehend beschrieben sind, bestimmen.
In anderen Ausführungsformen kann der Artikel 10 ferner Komponenten umfassen, die nützlich sind, um das schrittweise Vorrücken der Patrone 300 innerhalb der Aufnahmekammer 210 zu erleichtern. Zum Beispiel kann der Artikel einen Druckknopf 15 umfassen, der das schrittweise Vorrücken der Patrone in die Aufnahmekammer 210 durch (nicht gezeigte) mechanische Einrichtungen betätigen kann. In derartigen Ausführungsformen kann das Steuergehäuse 200 ein Eingreifelement umfassen, das abnehmbar an der Patrone befestigt ist, und die Betätigung des Druckknopfs kann wirken, um eine Klinke zu bewegen, die ermöglicht, dass eine an dem Eingreifelement befestigte Feder die Patrone eine Position weiter in die Aufnahmekammer bewegt und somit das inhalierbare Substanzmedium 350 relativ zu dem Heizelement 400 bewegt, so dass das Heizelement in der Position ist, um einen frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums zu heizen. In spezifischen Ausführungsformen kann der Druckknopf für die manuelle Steuerung des Heizelements und optional die Betätigung der Patrone mit der Steuerschaltung 260 verbunden sein. Zum Beispiel kann der Konsument den Druckknopf verwenden, um das Heizelement mit Energie zu speisen. Wahlweise kann der Druckknopf, wie etwa in dem vorstehend beschriebenen Beispiel, mechanisch mit der Patrone verbunden sein, so dass die Betätigung des Druckknopfs die Patrone einen Abschnitt vorwärtsbewegt und das Heizelement dann mit Energie speist, um den frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums zu erhitzen. Alternativ kann die Betätigung des Druckknopfs zuerst das Heizelement (das bereist an einem frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums positioniert ist) mit Energie speisen und dann können die mechanischen Elemente nach dem Lösen des Knopfs (oder nach einer definierten Verzögerung) eingreifen, um die Patrone einen Abschnitt vorwärts zu bewegen, so dass das Heizelement bereits an einem frischen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums positioniert wird, um das Heizelement wieder mit Energie zu speisen, wenn der Druckknopf erneut betätigt wird. Eine ähnliche Funktionalität, die mit dem Druckknopf verbunden ist, kann durch andere mechanische Einrichtungen oder nicht-mechanische (z.B. magnetische oder elektromagnetische) Einrichtungen erreicht werden. Eine ähnliche Funktionalität kann auch automatisch über einen internen Schalter erreicht werden, der entweder durch Druck oder eine Luftströmung aktiviert wird, der/die von dem Konsumenten während eines Zugs bereitgestellt wird. Auf diese Weise können die Aktivierung des Heizelements und das schrittweise Vorrücken der Patrone durch einen einzigen Druckknopf gesteuert werden. Alternativ können mehrere Druckknöpfe bereitgestellt werden, um jede Tätigkeit getrennt zu steuern. Ein oder mehrere vorhandene Druckknöpfe können im Wesentlichen bündig mit dem Steuergehäuse sein.
Anstelle (oder neben) dem Druckknopf 15 kann der erfinderische Artikel 10 Komponenten umfassen, die das Heizelement 400 ansprechend auf das Ziehen des Konsumenten an dem Artikel mit Energie speisen (d.h. zugbetätigtes Heizen). Zum Beispiel kann der Artikel einen Schalter 280 in dem Steuerabschnitt 205 des Steuergehäuses 200 umfassen, der entweder für Druckänderungen oder Luftströmungsänderungen empfindlich ist, wenn der Konsument an dem Artikel zieht (d.h. zugbetätigtes Heizen). Andere geeignete Strombetätigungs-/Abschaltungsmechanismen können einen temperaturbetätigten Ein/Aus-Schalter oder einen Lippendruck-betätigten Schalter umfassen. Ein beispielhafter Mechanismus, der eine derartige Zugbetätigungsfähigkeit bereitstellen kann, umfasst einen Siliziumsensor des Modells 163PC01D36, hergestellt von dem MicroSwitch-Bereich von Honeywell, Inc., Freeport, III. Mit einem derartigen Sensor wird das Heizelement durch eine Druckänderung, wenn der Konsument an dem Artikel zieht, schnell aktiviert. Außerdem können Strömungsmessvorrichtungen, wie etwa, die, welche Heißdraht-Anemometrieprinzipien verwenden, verwendet werden, um die Energiespeisung des Heizelements 400 hinreichend schnell nach dem Abtasten einer Änderung der Luftströmung zu bewirken. Ein weiterer zugbetätigter Schalter, der verwendet werden kann ist ein Differenzdruckschalter, wie etwa das Modell Nr. MPL-502-V, Bereich A, von Micro Pneumatic Logic, Inc., Ft. Lauderdale, Florida. Ein anderer geeigneter zugbetätigter Mechanismus ist ein empfindlicher Druckwandler (der z.B. mit einem Verstärker oder einer Verstärkungsstufe ausgestattet ist), der wiederum mit einem Vergleicher zum Erfassen des vorgegebenen Schwellwertdrucks gekoppelt ist. Noch ein anderer zugaktivierter Mechanismus ist eine Windfahne, die durch eine Luftströmung ausgelenkt wird, wobei die Bewegung dieser Windfahne durch eine Bewegungsabtasteinrichtung erfasst wird. Noch ein anderer geeigneter Betätigungsmechanismus ist ein piezoelektrischer Schalter. Ebenfalls nützlich ist ein geeignet verbundener Honeywell MicroSwitch Micorbridge Airflow Sensor, Teilenr. AWM 2100V von dem MicroSwitch-Bereich von Honeywell, Inc., Freeport, III. Weitere Beispiele für bedarfsbetätigte elektrische Schalter, die in einer Heizschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in dem US-Patent 4 735 217 von Gerth et al., beschrieben, das hier in seiner Gesamtheit per Referenz eingebunden ist. Andere geeignete Differenzschalter, analoge Drucksensoren, Durchflusssensoren oder Ähnliches werden für den erfahrenen Fachmann mit Kenntnis der vorliegenden Offenbarung offensichtlich. Ein Druckabtastrohr oder ein anderer Durchgang, der eine Fluidverbindung zwischen dem zugbetätigten Schalter und der Aufnahmekammer 210 bereitstellt, ist vorzugsweise in dem Steuergehäuse 200 enthalten, so dass Druckänderungen während des Zugs ohne Weiteres durch den Schalter identifiziert werden.
Wenn der Konsument an dem Mundende des Artikels 10 zieht, kann die Strombetätigungseinrichtung das unbeschränkte oder ununterbrochene Fließen von Strom durch das Widerstandsheizelement 400 zulassen, um schnell Wärme zu erzeugen. Aufgrund der Schnellheizung kann es nützlich sein, Stromregelungskomponenten aufzunehmen, die (i) den Stromfluss durch das Heizelement regulieren, um das Heizen des Widerstandselements und der dadurch erfahrenen Temperatur zu regulieren, und (ii) das Überhitzen und die Verschlechterung des inhalierbaren Substanzmediums 350 zu verhindern.
Die Stromregelungsschaltung kann insbesondere zeitbasiert sein. Insbesondere umfasst eine derartige Schaltung eine Einrichtung, um eine Anfangszeitspanne lang während des Zugs den ununterbrochenen Stromfluss durch das Heizelement zuzulassen, und eine Zeitgebereinrichtung zum anschließenden Regeln des Stromflusses, bis der Zug abgeschlossen ist. Zum Beispiel kann die anschließende Regelung das schnelle Ein-AusSchalten des Stromflusses (z.B. in der Größenordnung von alle 1 bis 50 Millisekunden) umfassen, um das Heizelement innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs zu halten. Ferner kann die Regelung einfach den ununterbrochenen Stromfluss, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist, und dann das vollständige Ausschalten des Stromflusses aufweisen. Das Heizelement kann reaktiviert werden, indem der Konsument einen weiteren Zug an dem Artikel einleitet (oder abhängig von der spezifischen Schalterausführungsform, die verwendet wird, um die Heizung zu aktivieren, den Druckknopf manuell betätigt). Alternativ kann die anschließende Regelung die Modulation des Stromflusses durch das Heizelement bedingen, um das Heizelement innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs zu halten. Um in einigen Ausführungsformen die gewünschte Dosierung der inhalierbaren Substanz freizusetzen, kann das Heizelement für eine Dauer von etwa 0,2 Sekunden bis etwa 5,0 Sekunden, etwa 0,3 Sekunden bis etwa 4,0 Sekunden, etwa 0,4 Sekunden bis etwa 3,0 Sekunden, etwa 0,5 Sekunden bis etwa 2,0 Sekunden oder etwa 0,6 Sekunden bis etwa 1,5 Sekunden mit Energie gespeist werden. Eine beispielhafte zeitbasierte Stromregelungsschaltung kann einen Transistor, einen Zeitgeber, einen Vergleicher und einen Kondensator umfassen. Geeignete Transistoren, Zeitgeber und Kondensatoren sind im Handel erhältlich und werden für den erfahrenen Fachmann offensichtlich. Beispielhafte Zeitgeber sind die, welche von NEC Electronics als C-1555C und von General Electric Intersil, Inc. als ICM7555 erhältlich sind, ebenso wie andere Größen und Konfigurationen sogenannter „555-Zeitgeber“. Ein beispielhafter Vergleicher ist von National Semiconductor als LM311 erhältlich. Eine weitere Beschreibung derartiger zeitbasierter Stromregelungsschaltungen wird in dem US-Patent 4 947 874 von Brooks et al., das hier in seiner Gesamtheit per Referenz eingebunden ist, bereitgestellt.
Angesichts des Vorstehenden ist zu erkennen, dass eine Vielfalt an Mechanismen verwendet werden kann, um die Betätigung/Abschaltung von Strom zu dem Heizelement 400 zu erleichtern. Zum Beispiel kann der erfinderische Artikel 10 einen Zeitgeber zum Regeln des Stromflusses in dem Artikel (wie etwa während des Zugs durch einen Konsumenten) aufweisen. Der Artikel kann ferner einen auf einen Zeitgeber ansprechenden Schalter aufweisen, der den Stromfluss zu dem Heizelement aktiviert und deaktiviert. Die Stromflussregelung kann auch die Verwendung eines Kondensators und von Komponenten zum Laden und Entladen des Kondensators mit einer definierten Rate (z.B. einer Rate, die eine Rate annähert, bei der das Heizelement heizt und kühlt) umfassen. Der Stromfluss kann insbesondere derart geregelt werden, dass es eine Anfangszeitspanne während des Zugs lang einen ununterbrochenen Stromfluss durch das Heizelement gibt, aber der Strom kann ausgeschaltet oder nach der Anfangszeitspanne, bis der Zug abgeschlossen ist, abwechselnd aus- und wieder eingeschaltet werden. Ein derartiges wiederholtes Ein- und Ausschalten kann, wie vorstehend diskutiert, von einem Zeitgeber gesteuert werden, der einen vorgegebenen Schaltzyklus erzeugen kann. In spezifischen Ausführungsformen kann der Zeitgeber eine periodische digitale Wellenform erzeugen. Der Fluss während der Anfangszeitspanne kann ferner unter Verwendung eines Vergleichers geregelt werden, der eine erste Spannung an einem ersten Eingang mit einer Schwellwertspannung an einem Schwellwerteingang vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die erste Spannung gleich der Schwellwertspannung ist, die den Zeitgeber aktiviert. Derartige Ausführungsformen können ferner Komponenten zur Erzeugung der Schwellwertspannung an dem ersten Eingang nach dem Durchgang der Anfangszeitspanne umfassen.
In weiteren Ausführungsformen, in denen die abschnittsweise Heizung bereitgestellt wird, kann die Zugbetätigung des Heizelements 400 durch die Empfangskammer 210 mit der Bewegung der Patrone 300 gekoppelt werden. Zum Beispiel kann es die Stromregelungskomponente ermöglichen, dass das Heizelement die erwünschte Temperatur schnell erreicht und dann für die Dauer des Zugs durch den Konsumenten auf dieser Temperatur bleibt. Ferner kann die zugbetätigte Bewegung der Patrone durch die Aufnahmekammer für die Dauer des Zugs kontinuierlich sein. Wenn der Zug einmal beendet wird, wird das Heizelement deaktiviert, und die Patrone wird die Bewegung innerhalb der Aufnahmekammer beenden. Auf diese Weise kann die von der Patrone während des automatischen schrittweisen Vorrückens zurückgelegte Strecke direkt in Bezug auf die Dauer eines Zugs gesetzt werden. Auf diese Weise kann der Konsument die Kontrolle über die Menge der inhalierbaren Substanz, die durch einen einzigen Zug geliefert wird, haben. Ein kurzer Zug kann nur eine kleine Menge der inhalierbaren Substanz liefern. Ein längerer Zug kann eine größere Menge der inhalierbaren Substanz liefern. Auf diese Weise kann ein großer anfänglicher Zug einen Bolus der inhalierbaren Substanz bereitstellen, und kürzere Züge danach können kleinere Mengen der inhalierbaren Substanz bereitstellen. Beispielhafte Zugbetätigungsvorrichtungen, die gemäß der Erfindung nützlich sein können, sind in den US-Patenten 4 922 901, 4 947 874, und 4 947 874 , alle von Brooks et al., offenbart, die hier alle in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind.
Die Leistungsquelle 275, die verwendet wird, um Leistung an die verschiedenen elektrischen Komponenten des erfinderischen Artikels 10 bereitzustellen, können verschiedene Ausführungsformen annehmen. Vorzugsweise ist die Leistungsquelle fähig, ausreichend Energie zu liefern, um das Heizelement 400 auf die vorstehend beschriebene Weise schnell zu heizen und den Artikel durch die Verwendung mehrerer Patronen 300 mit Energie zu speisen, während sie immer noch bequem in den Artikel passt. Ein Beispiel für eine nützliche Leistungsquelle ist eine N50-AAA-CADNICA-Nickel-Cadmium-Zelle, hergestellt von Sanyo Electric Company, Ltd. Japan. Mehrere derartige Batterien, die jeweils 1,2 Volt liefern, können in Reihe geschaltet werden. Andere Leistungsquellen, wie etwa wiederaufladbare Lithium-Mangandioxid-Batterien, können verwendet werden. Jede dieser Batterien oder Kombinationen davon können in der Leistungsquelle verwendet werden, aber wiederaufladbare Batterie werden aufgrund der Kosten und Entsorgungsüberlegungen, die mit Wergwerfbatterien verbunden sind, bevorzugt. Wenn Wegwerfbatterien verwendet werden, muss der Steuerabschnitt 205 außerdem für den Austausch der Batterie zu öffnen sein. In Ausführungsformen, in denen wiederaufladbare Batterien verwendet werden, kann der Steuerabschnitt ferner, wie in 1 gezeigt, Ladekontakte 217 für die Wechselwirkung mit entsprechenden Kontakten in einer (nicht gezeigten) herkömmlichen Wiederaufladeeinheit aufweisen, die Leistung aus einer Standard-120-Volt-Wechselstromwandsteckdose oder anderen Quellen, wie etwa einem Automobilelektrosystem oder einer getrennten tragbaren Leistungsversorgung, ableiten.
In weiteren Ausführungsformen kann die Leistungsquelle 275 auch einen Kondensator aufweisen. Kondensatoren sind fähig, sich schneller als Batterien zu entladen und können zwischen Zügen aufgeladen werden, was ermöglicht, dass die Batterie mit einer niedrigeren Rate in den Kondensator entlädt als wenn sie verwendet würde, um das Heizelement 400 direkt zu betreiben. Zum Beispiel kann ein Superkondensator - d.h. ein elektrischer Doppelschichtkondensator (EDLC) - getrennt oder in Kombination mit einer Batterie verwendet werden. Wenn er allein verwendet wird, kann der Superkondensator vor jeder Verwendung des Artikels 10 wieder aufgeladen werden. Auf diese Weise kann die Erfindung auch eine Ladegerätkomponente umfassen, die zwischen Verwendungen an der Vorrichtung angebracht werden kann, um den Superkondensator wiederaufzufüllen. In gewissen Ausführungsformen der Erfindung können Dünnschichtbatterien verwendet werden.
Der Artikel 10 kann auch einen oder mehrere Anzeigen 219 (wie in 1 dargestellt) aufweisen. Derartige Anzeigen 219 können Leuchten (z.B. Leuchtdioden) sein, die eine Anzeige mehrerer Aspekte der Verwendung des erfinderischen Artikels bereitstellen können. Zum Beispiel kann eine Reihe von Leuchten, wie in 1 gezeigt, der Anzahl von Zügen für eine gegebene Patrone entsprechen. Insbesondere können die Leuchten mit jedem Zug beleuchtet werden, was einem Konsumenten anzeigt, dass die Patrone 300 vollständig benutzt wurde, wenn alle Leuchten beleuchtet wurden. Alternativ können alle Leuchten beleuchtet werden, nachdem die Patrone in die Aufnahmekammer 210 eingreift, und eine Leuchte kann sich mit jedem Zug ausschalten, was einem Konsumenten anzeigt, dass die Patrone vollständig verbraucht wurde, wenn alle Leuchten aus waren. In noch anderen Ausführungsformen kann eine einzige Anzeige vorhanden sein, und ihre Beleuchtung kann anzeigen, dass Strom zu dem Heizelement 400 geflossen ist und der Artikel 10 aktiv geheizt wurde. Dies kann sicherstellen, dass ein Konsument einen Artikel in einer aktiven Heizbetriebsart nicht unwissentlich unbeaufsichtigt lässt. In alternativen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Anzeigen eine Komponente der Patrone sein. Wenngleich die Anzeigen vorstehend in Bezug auf visuelle Anzeigen in einem Ein/Aus-Verfahren beschrieben werden, werden andere Betriebsanzeigen ebenfalls umfasst. Zum Beispiel können visuelle Anzeigen auch Änderungen der Lichtfarbe oder Intensität umfassen, um den Fortschritt der Raucherfahrung zu zeigen. Tastbare Anzeigen und Tonanzeigen werden von der Erfindung ebenso umspannt. Kombinationen derartiger Anzeigen können auch in einem einzigen Artikel verwendet werden.
Wenngleich eine Vielfalt an Materialien für die Verwendung in der vorliegenden Vorrichtung, wie etwa Heizungen, Batterien, Kondensatoren, Schaltkomponenten und Ähnliches beschrieben wurden, sollte die Erfindung nicht als auf nur die beispielhaft gezeigten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr kann jemand mit Kenntnissen der Technik basierend auf der vorliegenden Offenbarung ähnliche Komponenten auf dem Gebiet erkennen, die mit irgendeiner spezifischen Komponente der vorliegenden Erfindung ausgetauscht werden können. Zum Beispiel offenbart US 5 261 424 von Sprinkel, Jr. piezoelektische Sensoren, die mit dem Mundende einer Vorrichtung verbunden werden können, um eine Benutzerlippenaktivität, die mit dem Nehmen eines Zugs verbunden ist, zu erfassen und dann das Heizen auszulösen; US 5 372 148 von McCafferty et al. offenbart einen Zugsensor zur Steuerung des Energieflusses in die Heizlastanordnung ansprechend auf den Druckabfall durch ein Mundstück; US 5 967 148 von Harris et al. offenbart Anschlussdosen in einer Rauchvorrichtung, die eine Anzeige umfassen, die eine Ungleichmäßigkeit in dem Infrarotdurchlassvermögen einer eingesetzten Komponente erfasst, und eine Steuerung, die eine Erfassungsroutine ausführt, wenn die Komponente in die Anschlussdose eingesetzt ist; US 6 040 560 von Fleischhauer et al. beschreibt einen definierten ausführbaren Leistungszyklus mit mehreren Differenzphasen; US 5 934 289 von Watkins et al. offenbart photonisch-optronische Komponenten; US 5 954 979 von Counts et al. offenbart Einrichtungen zur Veränderung des Zugwiderstands durch eine Rauchvorrichtung; US 6 803 545 von Blake et al. offenbart spezifische Batteriekonfigurationen für die Verwendung in Rauchvorrichtungen; US 7 293 565 von Griffen et al. offenbart verschiedene Ladesysteme für die Verwendung mit Rauchvorrichtungen; US 2009/0320863 von Fernando et al. offenbart Computerschnittstelleneinrichtungen für Rauchvorrichtungen, um das Laden zu erleichtern und die Computersteuerung der Vorrichtung zu ermöglichen; US 2010/0163063 von Fernando et al. offenbart Identifizierungssysteme für Rauchvorrichtungen; und WO 2010/003480 von Flick offenbart ein Fluidabtastsystem, das einen Zug in einem Aerosol-Erzeugungssystem anzeigt; wobei alle der vorangehenden Offenbarungen hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind. Weitere Beispiele für Komponenten in Bezug auf elektronische Aerosol-Abgabeartikel und Offenbarungsmaterialien oder Komponenten, die in dem vorliegenden Artikel verwendet werden können, umfassen: 4 735 217 von Gerth et al.; US-Patent 5 249 586 von Morgan et al.; US-Patent 5 666 977 von Higgins et al.; US-Patent 6 053 176 von Adams et al.; US-Patent 6 164 287 von White; US-Patent 6 196 218 von Voges; US-Patent 6 810 883 von Felter et al.; US-Patent 6 854 461 von Nichols; US-Patent 7 832 410 von Hon; US-Patent 7 513 253 von Kobayashi; US-Patent 7 896 006 von Hamano; US-Patent 6 772 756 von Shayan; US-Patentveröffentlichungsnummern 2009/0095311, 2006/0196518, 2009/0126745 und 2009/0188490 von Hon; US-Patentveröffentlichungsnummer 2009/0272379 von Thorens et al.; US-Patentveröffentlichungsnummern 2009/0260641 und 2009/0260642 von Monsees et al.; US-Patentveröffentlichungsnummern 2008/0149118 und 2010/0024834 von Oglesby et al.; US-Patentveröffentlichungsnummer 2010/0307518 von Wang; und WO 2010/091593 von Hon. Eine Vielfalt der Materialien, die in den vorstehenden Dokumenten offenbart werden, kann in verschiedenen Ausführungsformen in die vorliegende Vorrichtung eingebaut werden, und alle der vorstehenden Offenbarungen sind hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden.
Wenngleich der erfinderische Artikel in Bezug auf gewisse Ausführungsformen diskutiert wurde, umfasst die Erfindung auch eine Vielfalt anderer Ausführungsformen. Zum Beispiel stellt 8a die Ausführungsform von 8 dar, wobei das Steuergehäuse 200 aber keine Aufnahmekammer umfasst. Vielmehr kann das Steuergehäuse als ein Aufnahmeende 211 (wie in 8b gezeigt) aufweisend beschrieben werden. Ein derartiges Aufnahmeende kann alle Komponenten umfassen, die hier ansonsten in Bezug auf Ausführungsformen, welche die Aufnahmekammer umfassen, beschrieben sind. Die Kammerwand ist jedoch nicht vorhanden, so dass die weiteren Komponenten (z.B. der Vorsprung 225) das Aufnahmeende definieren und sich von dem Steuersegmentabschnitt des Steuergehäuses erstrecken.
Während das Vorstehende insbesondere abschnittsweises Heizen beschrieben hat, wobei das elektrische Heizelement 400 an dem Vorsprung 225 befestigt ist oder in anderer Weise als ein Komponententeil des Steuergehäuses 200 bereitgestellt ist, stellt 9 eine andere Ausführungsform des abschnittsweisen Heizens dar, wobei das elektrische Heizelement ein Komponententeil der Patrone 300 ist. In derartigen Ausführungsformen kann das Heizelement (das in dieser Ausführungsform eine Heizspule 406 ist) insbesondere in dem Innenraum des rohrförmigen inhalierbaren Substanzmediums 350 vorhanden sein, und das Heizelement kann durch Reibungskräfte und/oder einen nach außen gerichteten Druck, der durch die Heizspule auf das inhalierbare Substanzmedium ausgeübt wird (wobei z.B. die Heizspule eine Federwirkung zeigt und vor dem Einsetzen in einem gewissen Maß komprimiert ist), und/oder indem es wenigstens teilweise in das inhalierbare Substanzmedium eingebettet ist, darin gehalten werden.
Die Verwendung des Artikels 10 kann in derartigen Ausführungsformen im Wesentlichen identisch mit der Verwendung, wie vorstehend beschrieben, sein. Insbesondere kann ein Konsument die Patrone 300 in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 einsetzen (oder die Patrone über den Vorsprung 225 schieben, wenn die Kammerwände nicht vorhanden sind). Die Komponenten der Patrone können innerhalb der Patrone positioniert werden, um damit ausgerichtet zu werden und den Vorsprung 225 aufzunehmen, wenn die Patrone in die Aufnahmekammer gleitet. Die minimale Strecke, die erforderlich ist, um alle Komponenten für das Heizen des inhalierbaren Substanzmediums 350 auszurichten, kann die Strecke sein, die erforderlich ist, damit die elektrischen Leitungen 222, die auf dem Vorsprung vorhanden sind, eine elektrische Verbindung mit der Heizspule 406 (oder damit eine alternative elektrische Verbindung in funktionsfähigem Eingriff ist) herstellen. Abschnittsweises Heizen wird in der Hinsicht bereitgestellt, dass der elektrische Strom nur in dem Abschnitt der Heizspule zwischen den elektrischen Drähten fließen kann. Das schrittweise Vorrücken der Patrone kann, wie vorstehend beschrieben, voranschreiten, nachdem der erste Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350 erhitzt wurde, so dass die elektrischen Leitungen den Kontakt mit der Heizspule in dem nächsten Abschnitt der Patrone herstellen können. Zugbetätigtes Heizen, dem das schrittweise Vorrücken folgt, kann fortgesetzt werden, bis das gesamte inhalierbare Substanzmedium (d.h. die inhalierbare Substanz und das aerosolbildende Material, die aus dem inhalierbaren Substanzmedium freigesetzt werden) verwendet wurde.
Im Allgemeinen können abschnittsweise Heizausführungen der Erfindung aus jeder Kombination des Heizelements und des inhalierbaren Substanzmediums in einer Weise entstehen, wobei zu einem einzelnen Zeitpunkt nur ein Teil des inhalierbaren Substanzmediums erhitzt wird. Auf diese Weise ist für jeden Zug an der Vorrichtung ein im Wesentlichen frischer Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums mit dem Heizelement zum Heizen ausgerichtet. Folglich umfasst die Erfindung jede Variation hier beschriebener abschnittsweiser Heizausführungen, wobei das inhalierbare Substanzmedium oder das Heizelement (das sich ebenfalls zu der Patrone und dem Steuergehäuse erstrecken kann) oder beide derart gehandhabt werden, dass zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur ein Teil des inhalierbaren Substanzmediums erhitzt wird, und die Handhabung das Heizelement für jeden nachfolgenden Zug an einem frischen Teils des inhalierbaren Substanzmediums positioniert. Zum Beispiel kann das Verdrehen des Steuergehäuses oder der Patrone (wobei sich das/die andere nicht bewegt) wirksam sein, um die Heizung auf einem frischen Bereich des inhalierbaren Substanzmediums anzuordnen (mit einer optionalen Einwärts- oder Auswärtsbewegung der Patrone innerhalb des Aufnahmekammer-Steuergehäuses). In derartigen Ausführungsformen kann das Heizelement ein seitliches Heizelement (oder eine Reihe von Elementen) aufweisen, die im Wesentlichen die gleiche Länge wie das inhalierbare Substanzmedium haben können.
Wie in 9 zu sehen, kann es bevorzugt werden, dass die elektrischen Leitungen 222 auf dem Vorsprung 225 in der Nähe des Endes des Vorsprungs 225 an dem offenen Ende der Aufnahmekammer 210 vorhanden sind. Somit bilden die elektrischen Leitungen 222 in Verbindung mit der vorstehenden Beschreibung eine elektrische Verbindung mit einzelnen Abschnitten der elektrischen Heizspule 406, so dass, wenn das Heizen stattfindet, nur der Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350 in der Nähe an dem Abschnitt der elektrischen Heizspule 406 in elektrischer Verbindung mit dem Vorsprung 225 geheizt wird. In gewissen Ausführungsformen umfasst der Abschnitt der elektrischen Heizspule 406, der in elektrischer Verbindung mit den elektrischen Leitungen 222 des Vorsprungs 225 ist, etwa 5% bis etwa 50% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums 350. In anderen Ausführungsformen umfasst der Abschnitt der elektrischen Heizspule 406, der in elektrischer Verbindung mit den elektrischen Leitungen 222 des Vorsprungs 225 ist, etwa 5% bis etwa 40%, etwa 5% bis etwa 30%, etwa 5% bis etwa 20% oder etwa 10% bis etwa 20% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums 350.
Wie in Bezug auf die vorangehende Beschreibung zu erkennen, umfasst die Erfindung Artikel 10, in denen abschnittsweises Heizen des inhalierbaren Substanzmediums 350 bereitgestellt wird. Insbesondere kann das Heizelement 400 wiederverwendbar sein, kann als eine Komponente des Steuergehäuses 200 bereitgestellt werden und kann nur auf einem Abschnitt des Vorsprungs 225 bereitgestellt werden. Auf diese Weise ist zu jedem einzelnen Zeitpunkt während der Verwendung nur ein Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350 in Kontakt mit dem Heizelement 400. Kein Teil des inhalierbaren Substanzmediums 350 ist in physikalischem Kontakt mit dem Heizelement 400 oder in dessen Nähe, bis die Patrone 300 für die Verwendung durch den Konsumenten in die Aufnahmekammer 210 der Steuerung 200 eingesetzt wird. In anderen Ausführungsformen kann das Heizelement 400 wegwerfbar sein und als eine Komponente der Patrone 300 bereitgestellt werden. In beiden Ausführungsformen erfordert das Heizelement 400 nur einen einzigen Satz von Kontakten 410 oder elektrischen Leitungen 222 für die Verbindung mit der elektrischen Energiequelle 220 (z.B. für das direkte Einsetzen in eine Anschlussdose in der elektrischen Energiequelle 220, oder auf dem Vorsprung 225 der elektrischen Energiequelle 220 ausgebildet).
Wenn abschnittsweises Heizen verwendet wird, kann das inhalierbare Substanzmedium 350 nach Wunsch modifiziert werden, um verschiedene Aspekte der Freisetzung, der Menge und des Geschmacks zu steuern. Zum Beispiel kann die inhalierbare Substanz gleichmäßig auf oder innerhalb des inhalierbaren Substanzmediums 350 verteilt sein, so dass jeder jeweilige Abschnitt, der erhitzt wird, im Wesentlichen den gleichen Gehalt der inhalierbaren Substanz freisetzen wird. Alternativ kann der anfängliche Bereich des inhalierbaren Substanzmediums 350 (z.B. an dessen zweitem Ende), der das Heizelement 400 kontaktiert, mit der inhalierbaren Substanz aufgeladen sein. Zum Beispiel kann ein einzelner Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350, welcher der Größe eines von dem Heizelement 400 erhitzten Bereichs entspricht, etwa 30% bis etwa 90%, etwa 35% bis etwa 75% oder etwa 40% bis etwa 60% der Gesamtmenge der inhalierbaren Substanz aufweisen, die in dem inhalierbaren Substanzmedium 350 vorhanden ist. Ebenso kann ein einzelner Abschnitt, wie etwa der Endabschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350, der von dem Heizelement 400 erhitzt wird, einen Geschmackstoff oder ein anderes Material umfassen, das von dem verbleibenden Teil des inhalierbaren Substanzmediums 350 verschieden ist. Eine derartige abschließende Freisetzung eines Geschmackstoffs oder eines anderen Materials kann als ein Signal für einen Konsumenten dienen, dass die Patrone 300 vollständig verwendet wurde. Somit ist zu erkennen, dass abschnittsweises Heizen für eine gleichmäßige Dosierung der inhalierbaren Substanz in jedem erhitzten Segment sorgen kann, für eine deutliche Fortschrittsanzeige sorgen kann und eine größere Steuerung der Vorrichtung durch den Konsumenten ermöglichen kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Artikel in Bezug auf den Gesamtbereich des inhalierbaren Substanzmediums, der zu einem gegebenen Zeitpunkt erhitzt wird oder maximal erhitzt wird, gekennzeichnet werden. Zum Beispiel wird in abschnittsweisen Heizausführungsformen zu einem gegebenen Zeitpunkt nur ein spezifischer Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums (z.B. etwa ein Sechstel bis etwa ein Zehntel des Bereichs des inhalierbaren Substanzmediums oder nach Bedarf ein anderer Bruchteil, um die gewünschte Anzahl von Zügen aus einem einzelnen inhalierbaren Substanzmedium bereitzustellen) erhitzt. In einigen Ausführungsformen kann es, wie hier ansonsten beschrieben, nützlich sein, ein elektrisches Widerstandsheizelement bereitzustellen, das nur einen kleinen Heizbereich - z.B. auf einer einzelnen Spule oder einem Streifen umfasst. Somit kann es gemäß der Erfindung auch nützlich sein, ein Wärmeverteilungselement 401 (wie in 8b gezeigt) aufzunehmen. Die Aufnahme eines derartigen Elements, das zwischen dem Heizelement und dem inhalierbaren Substanzmedium positioniert ist, kann nur die Verwendung eines relativ kleinen Heizelements zulassen, um einen größeren Bereich des inhalierbaren Substanzmediums zu erhitzen. Zum Beispiel kann das unter dem Wärmeverteilungselement liegende Heizelement eine Breite haben, die so klein wie 0,5% bis 5% der Gesamtlänge des Vorsprungs 225 ist. Das Wärmeverteilungselement kann jedoch eine Breite haben, die etwa 10% bis etwa 30%, etwa 10% bis etwa 20% oder etwa 10% bis etwa 15% der Gesamtlänge des Vorsprungs ist. In Massenheizausführungsformen kann das Wärmeverteilungselement eine Breite haben, die etwa 75% bis etwa 125%, etwa 85% bis etwa 110% oder etwa 90% bis etwa 100% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums beträgt.
In noch anderen Ausführungsformen kann die Dampfsperre 375 im Wesentlichen als ein Wärmeverteilungselement wirken. Zum Beispiel kann das Heizelement 400, wie vorstehend diskutiert, relativ klein sein und kann in den Innenraum des inhalierbaren Substanzmediums 350 eingesetzt werden. In Kontakt mit der Dampfsperre kann Wärme von dem Heizelement zu der Dampfsperre gehen, welche die Wärme wiederum eine definierte Strecke strömungsaufwärtig und strömungsabwärtig von der tatsächlichen Position des Heizelements verteilen kann. Typischerweise kann die Wärmeverteilung in einer derartigen Weise entlang der Länge der Dampfsperre nicht konstant sein. Vielmehr kann die Wärme in dem Bereich direkt benachbart zu dem Heizelement am größten sein, und die Temperatur der Dampfsperre kann sich von der Position des Heizelements weg bewegend abnehmen. Die Wärmeverteilung kann auf diese Weise gesteuert werden, indem zum Beispiel die Dicke der Dampfsperre und/oder das Wärmeleitvermögen der Dampfsperre variiert wird/werden. Die Dampfsperre kann mit darin ausgebildeten wärmeisolierenden Materialien ausgebildet sein, so dass die Wärmeverteilung strömungsaufwärtig und strömungsabwärtig weitergehen kann, bis das wärmeisolierende Material erreicht wird. Der Bereich der Dampfsperre zwischen jeweiligen wärmeisolierenden Abschnitten kann den Abschnitten des inhalierbaren Substanzmediums entsprechen, die in abschnittsweisen Heizausführungsformen einzeln erhitzt werden können.
In weiteren Ausführungsformen kann das Heizen in Bezug auf die Aerosolmenge, die erzeugt werden soll, gekennzeichnet werden. Insbesondere kann der Artikel konfiguriert werden, um eine Wärmemenge bereitzustellen, die notwendig ist, um ein definiertes Aerosolvolumen (z.B. etwa 25 ml bis etwa 75 ml oder jedes andere Volumen, das in einem Rauchartikel für nützlich gehalten wird) zu erzeugen. Um in einigen Ausführungsformen, wie etwa beim Widerstandsheizen dieses Ziel zu erreichen, kann der Artikel bevorzugt etwa 1 bis 10 Joules Wärme pro Sekunde (J/s), etwa 2 J/s bis etwa 6 J/s, etwa 2,5 J/s bis etwa 5 J/s oder etwa 3 J/s bis etwa 4J/s bereitstellen.
In anderen Ausführungsformen kann der Artikel 10 eine Massenheizung des inhalierbaren Substanzmediums 350 bereitstellen. Eine derartige Ausführungsform ist in 10 gezeigt, wobei das Heizelement (als Heizspule 407 gezeigt) als eine Komponente des Steuergehäuses 200 bereitgestellt ist. Ähnlich der in 4 dargestellten Ausführungsform ist die Heizspule um den Vorsprung 225 herum gewickelt und elektrische Kontakte 410 erstrecken sich davon in die Anschlussdose der elektrischen Energiequelle 220. Anstatt nur auf einem kleinen Abschnitt des Vorsprungs vorhanden zu sein, ist die Heizspule jedoch im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Vorsprungs (was als auf einem großen Abschnitt des Vorsprungs vorhanden beschrieben werden kann) vorhanden. In einigen Ausführungsformen kann die Länge der Heizspule auf dem Vorsprung in Bezug auf das inhalierbare Substanzmedium gekennzeichnet werden. Zum Beispiel kann die elektrische Heizspule 407 (oder allgemein das elektrische Heizelement) auf dem Vorsprung entlang eines Abschnitts vorhanden sein, der etwa 75% bis etwa 125% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums 350 ist. Der Abschnitt kann etwa 80% bis etwa 120%, etwa 85% bis etwa 115% oder etwa 90% bis etwa 110% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums sein. In anderen Ausführungsformen kann ein Wärmeverteilungselement verwendet werden und kann, wie vorstehend diskutiert, eine Länge, die im Wesentlichen identisch mit der Gesamtlänge des inhalierbaren Substanzmediums ist, oder eine unterschiedliche Länge haben.
11 stellt die Ausführungsform von 10 dar, wobei die Patrone 300 vollständig in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 eingesetzt wurde. Im Unterschied zu abschnittsweisem Heizen kann in Masseheizausführungsformen das vollständige Eisnetzen der Patrone der Strecke entsprechen, welche die Patrone typischerweise eingesetzt werden kann, um die Verwendung der Patrone zu beginnen. Natürlich ist das vollständige Einsetzen nicht erforderlich, und ein Konsument kann die Option haben, die Patrone nur teilweise einzusetzen, um die Menge der inhalierbaren Substanz und jeglicher Aerosolbildner, die während des Erhitzens freigesetzt werden, zu verringern. Nach einem oder zwei Heizzyklen kann die Patrone schrittweise weiter in die Aufnahmekammer vorgerückt werden, so dass die Heizspule 407 im Wesentlichen die gesamte Länge des inhalierbaren Substanzmediums 350 (z.B. wenigstens 90%, wenigstens 95% oder wenigstens 98% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums) kontaktiert. Masseheizen kann für Ausführungsformen nützlich sein, in denen es wünschenswert sein kann, mit dem ersten Zug einen Bolus der inhalierbaren Substanz bereitzustellen und mit jedem nachfolgenden Zug eine geringere konstantere Menge bereitzustellen.
12 stellt eine weitere Ausführungsform des Masseheizens dar, wobei die Heizspule 407 als eine Komponente der Patrone 300 bereitgestellt und somit wegwerfbar ist. In derartigen Ausführungsformen können die elektrischen Kontakte 410 für die Heizspule derart konfiguriert werden, dass die Kontakte, wenn die Patrone vollständig in die Aufnahmekammer 210 des Steuergehäuses 200 eingesetzt wird, eine elektrische Verbindung mit der Anschlussdose der elektrischen Energiequelle 220 herstellen. Es kann bevorzugt werden, dass das elektrische Heizelement (d.h. die Spule 407) in der Patrone entlang eines Abschnitts vorhanden ist, der etwa 75% bis etwa 100% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums 350 hat. In weiteren Ausführungsformen kann die Heizspule in der Patrone entlang eines Abschnitts vorhanden sein, der etwa 80% bis etwa 100%, etwa 90% bis etwa 100% oder etwa 95% bis etwa 100% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums hat. Überdies kann das Heizelement eine andere Konfiguration annehmen, und ein Wärmeverteilungselement kann, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden und kann vorstehend genannte relative Längen haben. In derartigen Ausführungsformen kann insbesondere die Verwendung einer Dampfsperre als das Wärmeverteilungselement vorteilhaft sein. Ebenso könnte die Dampfsperre in derartigen Ausführungsformen als das Heizelement wirken, um die Materialmenge in einer Wegwerfpatrone zu verringern.
Wenngleich die Patrone 300 und das Steuergehäuse 200 im Allgemeinen auch zusammen als ein vollständiger Rauchartikel oder ein pharmazeutischer Abgabeartikel bereitgestellt werden können, können die Komponenten auch getrennt bereitgestellt werden. Zum Beispiel umfasst die Erfindung auch eine Wegwerfeinheit für die Verwendung mit einem wiederverwendbaren Rauchartikel oder einem wiederverwendbaren pharmazeutischen Verabreichungsartikel.
In spezifischen Ausführungsformen kann eine derartige Wegwerfeinheit (die, wie in den beigefügten Figuren dargestellt, eine Patrone 300 sein kann) einen im Wesentlichen rohrförmigen Patronenkörper 305 mit einem Eingreifende 310, das aufgebaut ist, um an dem wiederverwendbaren Rauchartikel oder dem pharmazeutischen Verabreichungsartikel einzugreifen, ein entgegengesetztes Mundende 315, das aufgebaut ist, um den Durchgang einer inhalierbaren Substanz zu einem Konsumenten zuzulassen, und eine Wand mit einer Außenoberfläche und einer Innenoberfläche, die einen inneren Patronenraum definiert, aufweisen. Der innere Patronenraum kann ein im Wesentlichen rohrförmig geformtes inhalierbares Substanzmedium 350 mit einer Wand 352 mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche umfassen, um einen ringförmigen Raum mit einem spezifizierten Volumen zwischen der Außenoberfläche der Wand 352 des inhalierbaren Substanzmediums und der Innenoberfläche der Wand des Patronenkörpers 305 zu definieren. Auf diese Weise hat das inhalierbare Substanzmedium ein erstes Ende 353 in der Nähe des Mundendes 315 des Patronenkörpers 305 und ein zweites Ende 354 in der Nähe des Eingreifendes 310 der Patrone 301. Eine derartige Wegwerfeinheit kann im Wesentlichen von ähnlichem Wesen wie die in 4 dargestellte Patrone 300 sein.
In weiteren Ausführungsformen, in denen eine Patrone 300 derart aufgebaut ist, dass sie eine Wegwerfeinheit ist, kann die Einheit ein elektrisches Heizelement 400 aufweisen, das wenigstens einen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums 350 ausreichend erhitzt, um einen Dampf oder ein Aerosol, welche die inhalierbare Substanz aufweisen, in dem ringförmigen Raum zu bilden. Das Heizelement kann ferner elektrische Kontakte 410 zum Eingreifen in eine Anschlussdose in einer elektrischen Leistungsquelle aufweisen, um zu ermöglichen, dass Strom durch das elektrische Heizelement fließt. Eine derartige Wegwerfeinheit, die auch ein Heizelement aufweist, kann im Wesentlichen von ähnlichem Wesen wie die in 9 oder 12 dargestellte Patrone sein. Die Wegwerfeinheit kann insbesondere basierend auf dem Wesen des elektrischen Heizelements und zugehöriger Komponenten in ihren verschiedenen Ausführungsformen zwischen derartigen Ausführungsformen variieren.
Neben der Wegwerfeinheit kann die Erfindung ferner als eine getrennte Steuereinheit 200 für die Verwendung in einem wiederverwendbaren Rauchartikel oder einem wiederverwendbaren pharmazeutischen Verabreichungsartikel bereitstellend gekennzeichnet werden. In spezifischen Ausführungsformen kann die Steuereinheit im Allgemeinen ein Gehäuse mit einem Aufnahmeende (das eine Aufnahmekammer 210 mit einem offenen Ende umfassen kann) zum Aufnehmen eines Eingreifendes einer getrennt bereitgestellten Patrone sein. Die Steuereinheit kann ferner eine elektrische Energiequelle 220 umfassen, die Leistung an ein elektrisches Heizelement bereitstellt, die eine Komponente der Steuereinheit sein kann oder in einer Patrone, die mit der Steuereinheit verwendet werden soll, enthalten sein kann. Die elektrische Energiequelle kann einen Vorsprung 225 umfassen, der sich von dieser erstreckt. Der Vorsprung kann (wie in der Komponente von 4 und 10) ein damit kombiniertes elektrisches Heizelement 400 haben, und das elektrische Heizelement kann zugehörige elektrische Kontakte 410 haben, die das Heizelement mit der elektrischen Energiequelle verbinden. In anderen Ausführungsformen kann der Vorsprung anstatt ein Heizelement zu enthalten, elektrische Kontakte aufweisen, die mit einem elektrischen Heizelement, das in einer Wegwerfpatrone bereitgestellt ist (wie in der Komponente 222 in 9), zusammenwirken können. Die Steuereinheit kann auch weitere Komponenten einschließlich einer elektrischen Leistungsquelle (wie etwa einer Batterie), Komponenten zur Betätigung des Stromflusses in ein Heizelement und Komponenten zum Regeln eines derartigen Stromflusses, um eine gewünschte Zeit lang eine gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten und/oder den Stromfluss aus- und wieder einzuschalten, oder den Stromfluss zu stoppen, wenn eine gewünschte Temperatur erreicht wurde oder das Heizelement eine gewünschte Zeit lang geheizt wurde, umfassen. Die Steuereinheit kann ferner einen oder mehrere Druckknöpfe aufweisen, die zu den Komponenten zur Betätigung des Stromflusses in das Heizelement oder den Komponenten zum Regeln eines derartigen Stromflusses oder beiden gehören. Die Steuereinheit kann ferner sogar Anzeigen, wie etwa Leuchten, die anzeigen, dass die Heizung heizt, und/oder die Anzahl von Zügen, die für eine Patrone, die mit der Steuereinheit verwendet wird, anzeigen, aufweisen.
Wenngleich verschiedene hier beschriebene Figuren das Steuergehäuse 220 und die Patrone 300 in einer Arbeitsbeziehung darstellen, versteht sich, dass das Steuergehäuse und die Patrone als einzelne Vorrichtungen vorhanden sein können. Folglich sollte sich verstehen, dass jede ansonsten hier in Bezug auf die Komponenten in Kombination bereitgestellte Diskussion für das Steuergehäuse und die Patrone als einzelne und getrennte Komponenten gilt.
Nach einem anderen Aspekt kann die Erfindung auf Kits bzw. Bausätze gerichtet sein, die, wie hier beschrieben, eine Vielfalt an Komponenten bereitstellen. Zum Beispiel kann ein Bausatz ein Steuergehäuse mit einer oder mehreren Patronen aufweisen. Ein Bausatz kann ferner ein Steuergehäuse mit einer oder mehreren Ladekomponenten aufweisen. Ein Bausatz kann ein Steuergehäuse mit einer oder mehreren Batterien aufweisen. Ein Bausatz kann ferner ein Steuergehäuse mit einer oder mehreren Patronen und einer oder mehreren Ladekomponenten und/oder einer oder mehreren Batterien aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann ein Bausatz mehrere Patronen aufweisen. Ein Bausatz kann ferner mehrere Patronen und eine oder mehrere Batterien und/oder eine oder mehrere Ladekomponenten aufweisen. In den vorstehenden Ausführungsformen können die Patronen oder das Steuergehäuse mit einem darin inbegriffenen Heizelement bereitgestellt werden. Die erfinderischen Bausätze können ferner ein Gehäuse (oder eine andere Verpackungs-, Trage- oder Lagerkomponente) umfassen, die eine oder mehrere der weiteren Bausatzkomponenten aufnimmt. Das Gehäuse könnte auch ein wiederverwendbarer harter oder weicher Behälter sein. Ferner könnte das Gehäuse einfach ein Kasten oder eine andere Verpackungsstruktur sein.
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die folgenden Abschnitte beschrieben.

1. Elektronischer Rauchartikel, der aufweist:
- einen im Wesentlichen rohrförmig geformten Patronenkörper;
- ein im Wesentlichen rohrförmig geformtes inhalierbares Substanzmedium, das eine inhalierbare Substanz damit umfasst, wobei das inhalierbare Substanzmedium innerhalb des Patronenkörpers positioniert ist, um einen ringförmigen Raum zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Patronenkörper zu definieren;
- ein elektrisches Heizelement; und
- ein Steuergehäuse mit einem Eingreifende, das betriebsfähig mit der Patrone verbunden ist und eine elektrische Energiequelle, die Leistung an das elektrische Heizelement bereitstellt, umfasst;
- wobei das inhalierbare Substanzmedium betriebsfähig mit dem elektrischen Heizelement positioniert ist, um wenigstens einen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums ausreichend zu erhitzen, um einen Dampf, der die inhalierbare Substanz aufweist in dem ringförmigen Raum zu bilden.
2. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei der Patronenkörper im Wesentlichen zylindrisch geformt ist.
3. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1 oder Abschnitts 2, wobei der Patronenkörper ein Eingreifende umfasst, das mit dem Eingreifende des Steuergehäuses betriebsfähig verbunden ist, wobei das Eingreifende des Patronenkörpers eine Öffnung aufweist, die bemessen und geformt ist, um wenigstens eine Komponente der elektrischen Energiequelle aufzunehmen.
4. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 3, wobei die inhalierbare Substanz ein aus Tabak stammendes Material aufweist.
5. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 4, wobei die inhalierbare Substanz ein aerosolbildendes Material aufweist.
6. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 5, wobei das aerosolbildende Material einen mehrwertigen Alkohol aufweist.
7. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 6, wobei der mehrwertige Alkohol Glyzerin ist.
8. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 7, wobei die inhalierbare Substanz ein festes Substrat aufweist.
9. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 8, wobei das feste Substrat Tabak aufweist.
10. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 8, wobei das feste Substrat ein aus Tabak stammendes Material aufweist.
11. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 8, wobei das feste Substrat ein Papiermaterial ist.
12. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 8, wobei das feste Substrat ein Tabakpapierrohr ist.
13. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 8 bis 12, wobei, das feste Substrat ferner ein aerosolbildendes Material aufweist.
14. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 13, wobei das inhalierbare Substanzmedium eine Dampfsperre aufweist.
15. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 14, wobei die Dampfsperre derart auf einer Wand des inhalierbaren Substanzmediums positioniert ist, dass die Dampfsperre benachbart zu dem elektrischen Heizelement ist.
16. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 15, wobei das inhalierbare Substanzmedium nur an entgegengesetzten Enden des inhalierbaren Substanzmediums an dem Patronenkörper angebracht ist.
17. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 16, wobei der ringförmige Raum zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Patronenkörper ein Volumen von etwa 5 ml bis etwa 100 ml hat.
18. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 17, wobei das Eingreifende des Steuergehäuses eine Kammer mit einem offenen Ende aufweist.
19. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 18, wobei eine Kammer aus einer Wand ausgebildet ist, die eine oder mehrere Öffnungen umfasst, um den Eintritt von Umgebungsluft in die Kammer zuzulassen.
20. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 1 bis 19, wobei die elektrische Energiequelle einen Vorsprung umfasst.
21. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 20, wobei der Vorsprung eine Länge von etwa 10 mm bis etwa 50 mm hat.
22. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 20, wobei das elektrische Heizelement an dem Vorsprung auf der elektrischen Energiequelle angebracht ist.
23. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 22, wobei das elektrische Heizelement ein Widerstandsdraht ist.
24. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 22, der ferner ein Wärmeverteilungselement aufweist, das über dem elektrischen Heizelement positioniert ist.
25. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 24, wobei das Wärmeverteilungselement eine Breite hat, die etwa 10% bis etwa 30% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums beträgt.
26. Elektronischer Rauchartikel eines der Abschnitte 20 bis 25, wobei der Patronenkörper aufgebaut ist, um eine Strecke an einem Abschnitt des Vorsprungs mit dem darauf vorhandenen elektrischen Heizelement vorbei schrittweise vorzurücken.
27. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 26, wobei der Artikel für die manuelle Steuerung des schrittweisen Vorrückens geeignet ist.
28. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 26, wobei der Artikel eine zugbetätigte Steuerung aufweist, die den Patronenkörper automatisch an dem Vorsprungabschnitt vorbei schrittweise vorrückt.
29. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 28, wobei die schrittweise Vorrückstrecke direkt mit der Dauer des Zugs in Beziehung steht.
30. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 26, wobei der Abschnitt des Vorsprungs mit dem elektrischen Heizelement eine Länge hat, die etwa 75% bis etwa 125% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums beträgt.
31. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei das elektrische Heizelement innerhalb des Patronenkörpers positioniert ist.
32. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 31, wobei die elektrische Energiequelle einen Vorsprung umfasst, und wobei das elektrische Heizelement elektrische Kontakte umfasst, die für die Wechselwirkung mit entsprechenden Kontakten auf dem Vorsprung geeignet sind, so dass das Heizen entlang der gesamten Länge des elektrischen Heizelements stattfindet, wenn das Heizen aktiviert wird.
33. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 32, wobei das elektrische Heizelement entlang eines Abschnitts innerhalb des Patronenkörpers vorhanden ist, der etwa 75% bis etwa 100% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums ist.
34. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 32, wobei der Vorsprung der elektrischen Energiequelle elektrische Leitungen umfasst.
35. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 34, wobei die elektrischen Leitungen eine elektrische Verbindung mit einzelnen Abschnitten des elektrischen Heizelements herstellen, so dass nur der Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums in der Nähe eines Abschnitts des elektrischen Heizelements in elektrischer Verbindung mit dem Vorsprung erhitzt wird, wenn das Heizen stattfindet.
36. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 35, wobei der Abschnitt des elektrischen Heizelements, der in elektrischer Verbindung mit den elektrischen Leitungen des Vorsprungs ist, etwa 5% bis etwa 50% der Länge des inhalierbaren Substanzmediums umfasst.
37. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 36, wobei der Patronenkörper aufgebaut ist, um eine Strecke an dem Vorsprungabschnitt mit den darauf vorhandenen elektrischen Leitungen vorbei schrittweise vorzurücken.
38. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 37, wobei der Artikel für die manuelle Steuerung des schrittweisen Vorrückens geeignet ist.
39. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 37, wobei der Artikel eine zugbetätigte Steuerung aufweist, die den Patronenkörper automatisch an dem Vorsprungabschnitt vorbei schrittweise vorrückt.
40. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 39, wobei die schrittweise Vorrückstrecke direkt in Bezug zu der Dauer des Zugs steht.
41. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei das elektrische Heizelement mehrere einzelne Heizelemente aufweist, die einzeln Wärme an entsprechende einzelne Abschnitte des inhalierbaren Substanzmediums bereitstellen.
42. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei das elektrische Heizelement ein elektrisch leitendes Material mit einem definierten Widerstand ist, das integral mit dem inhalierbaren Substanzmedium ausgebildet ist.
43. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei das Steuergehäuse ferner eine Komponente aufweist, die den Stromfluss von der elektrischen Energiequelle zu dem elektrischen Heizelement betätigt.
44. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei das Steuergehäuse ferner eine Komponente aufweist, die einen vorher eingeleiteten Stromfluss von der elektrischen Energiequelle zu dem elektrischen Heizelement regelt.
45. Elektronischer Rauchartikel des Abschnitts 1, wobei der Patronenkörper einen Strömungsweg hindurch umfasst, so dass ein Fluiddurchgang entlang der Länge des Patronenkörpers einschließlich des inhalierbaren Substanzmediums im Wesentlichen auf den Durchgang durch den ringförmigen Raum zwischen dem Patronenkörper und dem inhalierbaren Substanzmedium begrenzt wird.

Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleuten der Technik, welche die Erfindung betrifft, die den Vorteil der in der vorstehenden Beschreibung vorgestellten Lehren haben, in den Sinn kommen; und es wird für Fachleute der Technik offensichtlich sein, dass Variationen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich oder Geist der Erfindung abzuweichen. Daher versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt werden soll und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen in dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche enthalten sein sollen. Wenngleich hier spezifische Begriffe verwendet werden, werden sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinn und nicht zu Einschränkungszwecken verwendet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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US 2009/0126745 [0099]
US 2009/0188490 [0099]
US 2009/0260641 [0099]
US 2009/0260642 [0099]
US 20100307518 A [0099]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Lawson et al.; 4 924 888 von Perfetti et al.; 5 056 537 von Brown et al.; 5 159 942 von Brinkley et al.; 5 220 930 von Gentry; 5,360,023 von Blakley et al.; 6 701 936 von Shafer et al.; 7 011 096 von Li et al.; und 7 017 585 von Li et al.; 7 025 066 von Laws [0041]
Bereman; und Bombick et al., Fund. Appl. Toxicol., 39, S. 11-17 (1997 [0041]
Jr. et al.; und 5 101 839 [0043]
Biggs et al.; und Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988 [0043]
White et al.; 5 271 419 von Arzonico et al.; 5 220 930 von Gentry; 6 908 874 von Woodhead et al.; 6 929 013 von Ashcraft et al.; 7 195 019 von Hancock et al.; 7 276 120 von Holmes; 7 275 548 [0064]
Hajaligol et al., die hier in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind. Stellvertretende Ummantelungsmaterialien sind als R. J. Reynolds Tobacco Company Grades 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 und 680 [0064]
Counts et al.; 5 093 894 v [0071]
Deevi et al.; 5 224 498 von Deevi et al.; 5 228 460 von Sprinkel Jr., et al.; 5 322 075 von Deevi et al.; 5 353 813 von Deevi et al.; 5 468 936 von Deevi et al.; 5 498 850 von Das; 5 659 656 von Das; 5 498 855 von Deevi et al.; 5 530 225 von Hajaligol; 5,665,262 von Hajaligol; 5,573,692 von Das et al.; und 5 591 368 [0071]
Brooks et al., offenbart, die hier alle in ihrer Gesamtheit per Referenz eingebunden sind [0095]
McCafferty et al. offenbart einen Zugsensor zur Steuerung des Energieflusses in die Heizlastanordnung ansprechend auf den Druckabfall durch ein Mundstück [0099]

Claims

Elektronischer Rauchartikel, der aufweist: einen im Wesentlichen rohrförmig geformten Patronenkörper; ein im Wesentlichen rohrförmig geformtes inhalierbares Substanzmedium, das eine inhalierbare Substanz damit umfasst, wobei das inhalierbare Substanzmedium innerhalb des Patronenkörpers positioniert ist, um einen ringförmigen Raum zwischen dem inhalierbaren Substanzmedium und dem Patronenkörper zu definieren, wobei der ringförmige Raum ein Polymermaterial aufweist; ein elektrisches Heizelement; und ein Steuergehäuse mit einem Eingreifende, das betriebsfähig mit der Patrone verbunden ist und eine elektrische Energiequelle, die Leistung an das elektrische Heizelement bereitstellt, aufweist; wobei das inhalierbare Substanzmedium betriebsfähig mit dem elektrischen Heizelement positioniert ist, um wenigstens einen Abschnitt des inhalierbaren Substanzmediums ausreichend zu erhitzen, um einen Dampf in dem ringförmigen Raum zu bilden, der die inhalierbare Substanz aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 1, wobei der Patronenkörper im Wesentlichen zylindrisch geformt ist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Patronenkörper ein Eingreifende umfasst, das mit dem Eingreifende des Steuergehäuses betriebsfähig verbunden ist, wobei das Eingreifende des Patronenkörpers eine Öffnung aufweist, die bemessen und geformt ist, um wenigstens eine Komponente der elektrischen Energiequelle aufzunehmen.
Elektronischer Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die inhalierbare Substanz ein aerosolbildendes Material aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 4, wobei das aerosolbildende Material einen mehrwertigen Alkohol, wie etwa Glyzerin, aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das inhalierbare Substanzmedium ein festes Substrat aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 6, wobei das feste Substrat ferner ein aerosolbildendes Material aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Patronenkörper eine erste, äußere Schicht und eine zweite, innere Schicht aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 8, wobei die zweite, innere Schicht durch das Polymermaterial ausgebildet ist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die erste, äußere Schicht aus einem Material mit einer geschlossenen Struktur ausgebildet ist.
Elektronischer Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Eingreifende des Steuergehäuses eine Kammer mit einem offenen Ende aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die elektrische Energiequelle einen Vorsprung aufweist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 12, wobei das elektrische Heizelement an dem Vorsprung auf der elektrischen Energiequelle angebracht ist.
Elektronischer Rauchartikel nach Anspruch 1, wobei das elektrische Heizelement innerhalb des Patronenkörpers positioniert ist.
Elektronischer Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Patronenkörper eine oder mehrere Markierungen auf seinem Äußeren umfasst, um die Tiefe des Einsetzens, die in das Steuergehäuse notwendig ist, anzuzeigen.