EP4057849A1 - Cigarette électronique à nébulisation - Google Patents

Cigarette électronique à nébulisation

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EP4057849A1
EP4057849A1 EP20803873.7A EP20803873A EP4057849A1 EP 4057849 A1 EP4057849 A1 EP 4057849A1 EP 20803873 A EP20803873 A EP 20803873A EP 4057849 A1 EP4057849 A1 EP 4057849A1
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EP
European Patent Office
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reservoir
membrane
electronic cigarette
actuator
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
EP20803873.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien BOILOT
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4057849A1 publication Critical patent/EP4057849A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/05—Devices without heating means
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    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
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    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/44—Wicks
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    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated

Definitions

  • the invention relates to an electronic cigarette making it possible to simulate a conventional cigarette in which tobacco is consumed.
  • Resistance heating has several drawbacks.
  • vaporization greatly raises the temperature of the liquid to be aspirated by the user.
  • the liquid once vaporized, can reach temperatures well above 100 ° C.
  • Some manufacturers offer electronic cigarettes in which the aspirated products reach temperatures of around 350 ° C. At these temperatures, the additives present in the vaporized liquid can be denatured. In particular, their chemical composition can be changed, which can lead to a change in the taste experienced by the user.
  • the invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by providing an electronic cigarette where the vaporization of the liquid intended to be sucked by the user is avoided.
  • the invention relates to an electronic cigarette in which the liquid is nebulized rather than vaporized.
  • Nebulization consists of transforming the liquid into a cloud of extremely fine particles resembling a mist. During nebulization, the particles remain in liquid form. For this nebulization, it is therefore not necessary to provide the liquid with its latent heat of vaporization, which provides a significant gain in electrical consumption. In addition, nebulization does not raise the temperature of the liquid, which further reduces energy expenditure and allows the nebulized liquid to retain its properties.
  • the invention relates to an electronic cigarette comprising:
  • a porous membrane configured to nebulize the liquid, the membrane having the form of a thin film having two opposite faces distant from the thickness of the membrane, the liquid present in the reservoir coming into contact with a first of the two faces to pass through the membrane in its thickness,
  • an actuator configured to vibrate the membrane so as to nebulize the liquid as it passes through the membrane.
  • the electronic cigarette may further comprise a battery for supplying power to the actuator, the reservoir having an opening delimited by walls, the membrane being held on the walls to close the opening, an assembly formed by the membrane and the actuator integral with the membrane advantageously comprising a free end projecting from the walls, the free end comprising electrical pads connected to the actuator and allowing removable connection to the battery.
  • the electronic cigarette comprises:
  • a removable nozzle containing the reservoir, the membrane and the actuator, the nozzle being configured to allow a mixture of air and nebulized liquid.
  • the electronic cigarette is configured to place the tip on the body, to ensure the air guidance upstream of the tip and to ensure the connection of the battery to the actuator in the same movement of translation.
  • the body comprises elastic tabs connected to the battery, the electrical pads of the free end being arranged on either side. of the free end and the contacts of the body being configured to clamp the free end and connect to the electrical pads when the end piece is placed on the body.
  • the electronic cigarette comprises a capillary element arranged inside the reservoir and in contact with the first face of the membrane, the capillary element being configured to drain the liquid from the reservoir towards the membrane.
  • the capillary element comprises a first part disposed at the periphery of the reservoir so as to be bathed in the liquid contained in the reservoir and falling in the lower part of the reservoir by gravity for any orientation of the reservoir, the capillary element being absent from the center of the tank.
  • the electronic cigarette can extend mainly along an axis.
  • the reservoir advantageously has a tubular shape also extending along the axis, the reservoir being limited by a tubular wall and two plane walls perpendicular to the axis, the first part of the capillary element being of tubular shape and arranged in contact. with the tubular wall, the capillary element comprising a second radial part extending the first part so as to bring the liquid into contact with the membrane, the capillary element being absent from at least one of the two flat walls.
  • the tip is advantageously configured to allow a mixture of air and nebulized liquid.
  • the electronic cigarette advantageously further comprises a pressure sensor configured to detect an aspiration of a user and an electronic circuit receiving information from the pressure sensor and controlling the actuator as a function of the information received.
  • the actuator is advantageously a piezoelectric actuator.
  • the electronic cigarette advantageously further comprises a level sensor making it possible to measure a liquid level in the reservoir.
  • the electronic circuit advantageously comprises a processor configured to transmit to a user of the electronic cigarette operating information of the electronic cigarette.
  • the electronic cigarette advantageously further comprises sealing means arranged between the membrane and the reservoir.
  • Figure 1 shows an exploded view of a first embodiment of an electronic cigarette according to the invention
  • Figure 2 shows the electronic cigarette of Figure 1 provided with a housing
  • Figures 3 and 4 show a reservoir, a membrane and an actuator of the electronic cigarette of Figure 1;
  • Figure 5 shows a first variant of a removable tip of the electronic cigarette of Figure 1;
  • Figure 6 shows a second variant of a removable tip of the electronic cigarette of Figure 1;
  • Figure 7 illustrates the path of air in the electronic cigarette of Figure 1;
  • FIG. 8 represents, in the form of a block diagram, various functions performed by the electronic cigarette of FIG. 1;
  • FIG. 9 is a perspective exploded view of a second embodiment of an electronic cigarette according to the invention.
  • Figure 10 shows in section the electronic cigarette of Figure 9
  • Figure 11 shows the interior of a body of the electronic cigarette of Figure 9;
  • Figure 12 shows an end of the body adapted to receive a tip of the electronic cigarette of Figure 9;
  • Figure 13 shows in section the tip intended to be placed on the end of the body shown in Figure 12;
  • Figure 14 shows the inside of the body and the tip of Figures 12 and 13 when assembled;
  • Figure 15 shows the tip in perspective.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an electronic cigarette 10 according to the invention.
  • the cigarette 10 shown is of revolution and extends along an axis 12. Its various components are also of revolution. Other tubular shapes along the axis 12, or even more varied, are possible within the framework of the invention.
  • the cigarette 10 comprises a reservoir 14 containing a product in liquid form intended to be nebulized in order to be aspirated by a user.
  • the cigarette 10 also includes a membrane 16 and an actuator 18 configured to vibrate the membrane 16.
  • the membrane 16 is porous in order to allow the liquid to pass in the form of a mist. The liquid remains in the liquid phase when it passes through the membrane 16.
  • the liquid On leaving the membrane 16, the liquid is in the form of droplets of liquids, the characteristic dimension of which is of the order of 1 to 10 ⁇ m.
  • the membrane 16 is perforated with orifices having a cross section the size of the droplets. More precisely, the membrane 16 has the form of a thin film having two opposite faces 16a and 16b distant from the thickness of the membrane 16.
  • the membrane 16 extends mainly perpendicular to the axis 12.
  • the liquid present in the reservoir 14 comes into contact with face 16a to pass through membrane 16 in its thickness.
  • the vibration of the membrane 16 operated by the actuator 18 causes the liquid to pass through the membrane 16.
  • the vibration of the membrane 16 causes its deformation, mainly perpendicular to its thickness.
  • the cigarette 10 also comprises a capillary element 20 disposed inside the reservoir 14 and in contact with the membrane 16.
  • the capillary element 20 makes it possible to drain the liquid contained in the reservoir 14 towards the membrane 16.
  • the actuator 18 can be supplied electrically.
  • the power supply can be external to the cigarette 10.
  • the cigarette 10 is equipped with a battery 22 making it possible to power the actuator 18.
  • Wiring wires not shown in FIG. 1, connect the battery 22 and the actuator 18.
  • the actuator 18 is a piezoelectric actuator. This type of actuator is well suited to ultrasonic frequencies.
  • the actuator 18 here has the shape of a washer centered around the axis 12 and drilled in its center to let the diaphragm 16 vibrate freely.
  • the supply of the actuator 18 by the battery 22 can be controlled by means of a switch operated by the user when he wishes to use the cigarette 10.
  • the power supply of the actuator 18 can be controlled when the user sucks on the cigarette 10.
  • suction can be detected by means of a pressure sensor 24 configured to detect the user's suction. More precisely, the pressure sensor 24 is placed in a chamber 25 of the cigarette 10, the pressure of which drops when the user sucks on the cigarette 10.
  • the cigarette 10 comprises an electronic circuit 26 receiving an electronic circuit. information from the pressure sensor 24 and controlling the actuator 18 as a function of the information received from the pressure sensor 24.
  • the electronic circuit 26 may include a comparator connected to the pressure sensor 24 to one of its inputs and to a voltage reference to the other of its entries.
  • the reference voltage is representative of the pressure below which the actuator 18 must be used.
  • the output of the comparator delivers a binary signal depending on the sign of the difference between the signal received from the pressure sensor 24 and the reference voltage.
  • the electronic circuit 26 may comprise a processor, for example included in a microcontroller and performing the comparison operation described by means of the comparator. The interest of the implementation of a processor is that it can also fulfill other tasks mentioned below.
  • the electronic circuit 26 can be produced on a printed circuit.
  • the pressure sensor 24 can be soldered to the printed circuit.
  • Figure 2 shows the electronic cigarette 10 equipped with a housing comprising a body 30 and a tip 32 also visible in Figure 1.
  • the body 30 has the shape of a tube extending along the axis 12 between two ends 34 and 36.
  • the body 30 is open at its end 36 and closed at its end 34, except for the possibility of an air inlet which will be described later.
  • the battery 22 and the electronic circuit 26 are inserted into the body 30 by its end 36.
  • the end piece 32 may at least partly contain the reservoir 14 and the capillary element 20 as well as the membrane 16 and the actuator 18.
  • L 'mouthpiece 32 can be removable and easily removable from body 30.
  • the nozzle 32 and the components it contains can form an interchangeable element that the user changes when the reservoir 14 is empty or when he wishes to change the type of liquid. .
  • Figures 3 and 4 show in perspective the reservoir 14, the membrane 16 and the actuator 18.
  • the reservoir 14 is of tubular shape extending around the axis 12.
  • An axial groove 40 is formed in one face external of a tubular wall 42 of the reservoir 14.
  • the groove 40 extends parallel to the axis 12 and puts in communication the chamber 25 where the pressure sensor 24 is located and another chamber called the suction chamber 43 located in the tip 32 and in direct contact with the user's mouth. It is possible to make several grooves 40 in the wall 42 depending on the required air flow. In the suction chamber 43, the air mixes with the nebulized liquid.
  • the reservoir extends along the axis 12 between two flat walls 44 and 46 perpendicular to the axis 12.
  • the wall 44 comprises an opening 48 closed by the membrane 16.
  • the membrane 16 is placed on the wall 44.
  • the central part of the membrane 16 can vibrate freely opposite the opening 48.
  • two electrical connections 50 and 52 appear between the two walls 44 and 46.
  • the connections 50 and 52 allow the actuator 18 to be supplied with power. by the battery 22, for example through the electronic circuit 26.
  • the electrical connections 50 and 52 can end in pads on which the elastic contacts belonging to the body 30 and connected to the electronic circuit 26 are supported.
  • end 32 on the body 30 is made in a translational movement along axis 12. During this movement, the contacts of the body 30 come to rest on the pads of the electrical connections 50 and 52.
  • Figure 5 shows the nozzle 32 in which are inserted the reservoir 14, the membrane 16 and the actuator 18.
  • the nozzle 32 has a substantially conical shape around the axis 12 flaring from a first end 54 that the user brings to the mouth towards a second end 56 through which are inserted the reservoir 14, the membrane 16 and the actuator 18.
  • its conical shape may have an angle at the end. almost zero apex at the end 54 and an angle at the apex increasing as it approaches the end 56.
  • the end piece 32 may have a cylindrical portion 58 having a diameter substantially equal to the diameter. of the body 30.
  • the reservoir 14 can protrude from the end 56 in order to be inserted by fitting into the body 30.
  • the reservoir allows the positioning of the end piece 32 relative to the body 30.
  • a locking system not shown allows to temporarily fix the end piece 32 on the c orps 30.
  • This system can be for example a screw-nut system or a bayonet system or a system of magnets.
  • the membrane 16 and the actuator 18 are attached to the reservoir 14. This attachment can be provided by various means. It is in particular possible to provide a first film of glue between the membrane 16 and the reservoir 14 and a second film of glue between the actuator 18 and the diaphragm 16. Alternatively, it is possible to keep the actuator 18 and the valve under pressure. membrane 16 against the reservoir by means of a mechanical system and in particular by means of suitable shapes of the nozzle 32. For example, the conical shape of the nozzle 32 can hold the actuator 18 and the membrane 16 during the insertion of the reservoir 14 into the nozzle 32.
  • the cigarette 10 advantageously comprises sealing means between the membrane 16 and the reservoir 14 in order to prevent liquid leaks from the reservoir 14.
  • the first film of adhesive placed between the membrane 16 and the reservoir 14 can fulfill the sealing function.
  • a seal 57 between the membrane 16 and the reservoir 14 has the form of '' a washer centered around the axis 12 and drilled in its center to let the membrane 16 vibrate freely.
  • the seal 57 may have a flat shape similar to that of the actuator 18.
  • the seal 57 has an O-ring shape and is disposed in an annular groove 59 winding around the axis 12.
  • the groove 59 is produced in the wall 44 of the reservoir 14. The pressure exerted by the actuator 18 on the membrane 16 makes it possible to crush the seal 57 and ensure the desired seal.
  • the capillary element 20 can completely fill the reservoir 14.
  • the liquid contained in the reservoir completely wets the capillary element 20.
  • the material forming the capillary element 20 is chosen so that, regardless of the orientation of the cigarette 10, the capillary element 20 remains homogeneously wetted by the liquid. This is obtained when the capillary forces are greater than the force of gravity in the dimensions of the reservoir 14. This is for example obtained with cotton wool. Other hydrophilic materials are of course possible.
  • the capillary element 20 being in contact with the membrane 18, as long as the liquid is contained in the reservoir 14, this liquid will come into contact with the membrane 16. Thus all of the liquid contained in the reservoir 14 can be nebulized.
  • FIG. 6 represents a variant of the reservoir 14 assembled in the nozzle 32 and making it possible to overcome this difficulty. To do this, it is possible to take advantage of the gravity which drives the liquid towards one of the walls of the reservoir 14.
  • the capillary element 20 By arranging the capillary element 20 in a layer along the internal faces of the walls of the reservoir 14, and by extending the capillary element 20 to bring it into contact with the membrane 16, the liquid is conducted towards the membrane 16 as long as the liquid is contained in the reservoir 14 and regardless of the orientation of the cigarette 10.
  • the element capillary 20 comprises a first part 60 disposed at the periphery of the reservoir 14 against its walls and a second part 62 extending the first part 60, the second part being in contact with the membrane 16.
  • the first part 60 is bathed in whatever liquid.
  • the orientation of the reservoir 14 and the second part 62 allows the liquid to be drained from the first part 60 towards the membrane 16.
  • the axis 12 is oriented around a horizontal direction.
  • the axis 12 can be inclined but it is rare that this axis is perfectly vertical.
  • the first part 60 is only placed in contact with the tubular wall 42.
  • the first part 60 is absent from at least one of the two walls 44 and 46.
  • the second part 62 extends radially around the axis 12 of the first part 60 towards the membrane 16.
  • Figure 7 illustrates the path of the air in the electronic cigarette 10.
  • the cigarette 10 may include a connector 70 for recharging the battery 22.
  • This connector is for example arranged according to the axis 12 on the end 34 of the body 30.
  • the body 30 comprises an orifice 72 allowing outside air to reach the chamber 25. It is possible to use the functional clearance between the connector 70 and the body 30 as orifice 72.
  • the air bypasses the battery 22 and the electronic circuit 26 to reach the chamber 25 where the pressure sensor is located 24.
  • the path of the air around the battery 22 and the electronic circuit 26 is represented by arrows 74.
  • the air leaves the chamber 25 to bypass the reservoir 14 through the groove 40 and thus reach the suction chamber 43 in the nozzle 32.
  • the path of the air between the chamber 25 and the suction chamber 43 is indicated by an arrow 76.
  • the suction chamber 43 the mixture between the air and the nebulized mist by the membrane 16 is achieved. It is possible to insert a seal 78 at the junction between the body 30 and the nozzle 32.
  • the pressure sensor 24 can detect a vacuum during suction on the nozzle 32 by the user, the pressure drop undergone by the air upstream of the chamber 25 during its passage through the The orifice 72, along the battery 22 and the electronic circuit 26 must be greater than the pressure drop between the chamber 25 and the suction chamber 43.
  • FIG. 8 represents, in the form of a block diagram, various functions performed by the electronic cigarette 10.
  • a processor 80 forms the central element of the electrical architecture of the cigarette 10.
  • the processor 80 receives information coming from the pressure sensor 24, information that it compares with a reference REF to control the actuator 18 triggering the nebulization.
  • the triggering of the actuator 18 can be binary. More precisely, the actuator 18 is supplied as soon as the pressure in the chamber 25 is lower than a setpoint given by the reference REF. Alternatively, it is possible to use an actuator 18 whose amplitude can be modulated.
  • the control of the actuator 18 can be proportional to the difference between the pressure measured by the pressure sensor 24 and the setpoint.
  • the nebulization is proportional to the vacuum generated by the user when he aspires on the nozzle 32. In other words, the more the user inhales, the greater the nebulization.
  • a switch 82 operable by the user and allowing the actuator to be stopped or started. 18. The switch is then placed in series between processor 80 and actuator 18.
  • the processor 80 is powered by the battery 22 which can be recharged through the connector 70.
  • the processor can manage the charge level of the battery 22.
  • a general switch 84 can interrupt the general supply of the cigarette 10.
  • the cigarette 10 can include a level sensor 86 making it possible to know the filling level of the reservoir 14.
  • the level sensor 86 communicates with the processor 80.
  • An alarm can be provided for example under in the form of a light-emitting diode present on the body 30 and making it possible to inform the user about the level of liquid in the reservoir 14.
  • Communication module 88 can be wired and use connector 70 or wireless.
  • the communication module 88 can transmit parameters of use of the cigarette, for example to inform the user on the state of charge of the battery 22, on the level of liquid in the reservoir 14, on its consumption of nicotine, when nicotine is present in the liquid present in the reservoir 14.
  • the power supply to the actuator 18 may require an inverter generating an alternating voltage at ultrasonic frequency.
  • This inverter is disposed between the actuator 18 and the processor 80 which controls it.
  • Other converters may be necessary in particular to measure the voltage of the battery 22 and to convert the information received from the sensors 24 and 86 into binary information that can be used by the processor 80.
  • a memory may be added to the processor 80 to store a program therein allowing its operation and to store information about the use of the cigarette 10.
  • FIG. 9 shows an exploded view of a second embodiment of the invention.
  • FIG. 9 represents an electronic cigarette 100 extending mainly along an axis 102.
  • the electronic cigarette 100 comprises a body 104 and a removable tip 106.
  • the cigarette 100 opens perpendicularly to the axis 102 and the user holds the cigarette 100 substantially vertically when using the electronic cigarette upright.
  • the orientation of the opening of the nozzle 32 or 106 is given only by way of example and can follow any direction.
  • FIG 10 shows in section the electronic cigarette 100 in a plane containing the axis 102.
  • the tip 106 is mounted on the body 104.
  • the cigarette 100 comprises a reservoir 108 containing a liquid to be nebulized, a membrane 110 and an actuator 112 configured to vibrate the membrane 110.
  • the membrane 110 is porous in order to allow the liquid to pass in the form of. a fog.
  • the liquid passes through the membrane 110 in its thickness from its face 110a, in contact with the liquid present in the reservoir 108, to its face 110b partially delimiting the suction chamber 114 where the nebulized liquid is mixed with water. air.
  • the membrane 110 extends mainly parallel to the axis 102.
  • Figure 11 shows in perspective the interior of the body 104 and allows to better distinguish the components which are arranged there.
  • the circulation of air upstream of the suction chamber 114 essentially follows channels formed in the body 104.
  • the air can enter the body 104 through the orifice 72 located around the connector 70 making it possible in particular to recharge the battery 22.
  • the air then runs along the electronic circuit 26 and in particular the pressure sensor 24 then the battery 22.
  • the path of the air is similar to that of the first embodiment and is indicated by the arrow 74.
  • the body 104 comprises a protuberance 120 intended to be inserted into a receptacle 122, complementary to the nozzle 106, during the establishment of the nozzle 106 on the body 104.
  • the protuberance 120 and the receptacle 122 make it possible to ensure the positioning of the tip 106 and of the body 104, to ensure the guiding of the air in the electronic cigarette 100 of the body 104 towards the tip 106 and the electrical connection of the body 104 and the tip 106 and more precisely from the battery 22 through the electronic circuit 26 and the actuator 112. Any other form than that shown is of course possible to perform these functions. It is for example possible to provide a protuberance in the tip 106 penetrating into a complementary receptacle of the body 104.
  • the protuberance 120 and the receptacle 122 are configured to allow the fitting of the end piece 106 on the body 104 in a translational movement along the axis 102.
  • the electrical connection of the body 104 and of the nozzle 106 can be achieved in different ways. It is for example possible to have respectively in the protuberance 120 and in the receptacle 122 two parts of a connector cooperating with one another. It is also possible to provide in the end piece 106 electrical connections ending in pads as shown in Figure 4. Resilient contacts belonging to the body 104 come to rest on these pads.
  • FIGS 12, 13 and 14 illustrate an embodiment of the electrical connection of the nozzle 106 on the body 104 particularly simple to implement.
  • the diaphragm 110 is in the form of a disc and the actuator 112 is in the form of a washer surrounding the disc.
  • the reservoir 108 forms a volume delimited by walls 124.
  • the reservoir 108 has an opening 126 closed by the membrane 110.
  • the membrane 110 is held on the walls 124 to close the opening 126.
  • the actuator 112 is integral with the membrane. 110.
  • the assembly formed by the membrane 110 and the actuator 112 has a free end 127 projecting beyond the walls 124.
  • the assembly formed by the membrane 110 and the actuator 112 has a substantially flat shape projecting beyond walls 124 of the reservoir 108 so that the two faces of the flat shape can be accessed.
  • the free end 127 comprises electrical pads 128 connected to the actuator 112.
  • the pads 128 allow a removable connection to the battery 22.
  • the body 104 comprises elastic tabs 129 electrically connected to the battery 22 via the intermediary. of the electronic circuit 26. When the end piece 106 is placed on the body 104, the resilient tongues 129 come into contact with the pads 128 to allow the actuator 112 to be powered.
  • the pads 128 can be arranged on the same face of the free end 127 or, as shown in Figures 12 to 14, each on one face. The elastic tabs 129 then clamp the free end 127.
  • the filling of the reservoir 108 can be achieved through the opening 126 before closing the opening 126 by the assembly formed by the membrane 110 and the actuator 112. Alternatively, it is possible to provide an additional opening of the reservoir 108 for its filling.
  • the end piece 106 may include a cover 130 formed in two parts 130a and 130b.
  • the reservoir 108, the membrane 110 and the actuator 112 can be maintained between the two parts 130a and 130b of the cover 130.
  • the reservoir 108 can be made of a material having elastic properties such that the assembly of the two parts 130a and 130b pressurizes the membrane 110 against the reservoir 108 and seals the reservoir 108 at the level of its opening 126. It is for example possible to make the reservoir 108 in a silicone-based material.
  • an orifice 132 can be provided in one of the parts 130a or 130b or at the junction between these two parts. Port 132 provides access to reservoir 108 from the outside.
  • the reservoir 108 can be filled by means of a syringe introduced through the orifice 132 and piercing a wall of the reservoir 108.
  • the silicone exhibiting self-healing properties, the sealing of the reservoir 108 is not compromised when the syringe is withdrawn. .

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Abstract

L'invention concerne une cigarette électronique (10) comprenant : • - un réservoir (14) contenant un liquide apte à être nébulisé, • - une membrane (16) poreuse configurée pour nébuliser le liquide, • - un actionneur (18) configuré pour faire vibrer la membrane (16) de façon à nébuliser le liquide lors de son passage au travers de la membrane (16).

Description

DESCRIPTION
Titre de l’invention : Cigarette électronique à nébulisation
[0001] L’invention concerne une cigarette électronique permettant de simuler une cigarette classique dans laquelle du tabac est consumé.
[0002] La plupart des cigarettes électroniques actuelles vaporisent un liquide contenu dans une cartouche afin de générer de la vapeur inhalée par un utilisateur ce qui lui permet de simuler le fait de fumer. La vaporisation est obtenue par chauffage du liquide au moyen d’une résistance électrique immergée dans le liquide. Par effet Joule, la résistance dissipe de la chaleur dans le liquide qui se vaporise. La vapeur ainsi obtenue peut être aspirée par l’utilisateur.
[0003] Le chauffage par résistance présente plusieurs inconvénients. Tout d’abord, la vaporisation élève fortement la température du liquide devant être aspiré par l’utilisateur. Le liquide, une fois vaporisé, peut atteindre des températures bien supérieures à 100°C. Certains fabricants proposent des cigarettes électroniques dans lesquelles les produits aspirés atteignent des températures de l’ordre de 350°C. A ces températures, les additifs présents dans le liquide vaporisé peuvent être dénaturés. Leur composition chimique peut notamment être modifiée ce qui peut entraîner une modification du goût ressenti par l’utilisateur.
[0004] Par ailleurs, atteindre la vaporisation entraîne une consommation d’énergie importante pour élever le liquide en température et pour lui apporter sa quantité de chaleur latente de transformation de l’état liquide à l’état gazeux. Les cigarettes électroniques sont équipées de batterie alimentant la résistance chauffante vaporisant le liquide. La batterie doit être dimensionnée de façon suffisante pour obtenir une autonomie acceptable par l’utilisateur. La dépense énergétique importante de la résistance impose un encombrement et une masse importante de la batterie.
[0005] L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant une cigarette électronique où l’on évite de vaporiser le liquide destiné à être aspiré par l’utilisateur.
[0006] A cet effet, l’invention a pour objet une cigarette électronique dans laquelle le liquide est nébulisé plutôt que vaporisé. La nébulisation consiste à transformer le liquide en un nuage de particules extrêmement fines s’apparentant à un brouillard. Lors de la nébulisation, les particules restent sous forme liquide. Pour cette nébulisation, il n’est donc pas nécessaire d’apporter au liquide sa chaleur latente de vaporisation ce qui apporte un gain important en consommation électrique. De plus, la nébulisation n’élève pas la température du liquide ce qui réduit encore la dépense énergétique et qui permet de conserver au liquide nébulisé ses propriétés.
[0007] Plus précisément, l’invention a pour objet une cigarette électronique comprenant :
• un réservoir contenant un liquide apte à être nébulisé,
• une membrane poreuse configurée pour nébuliser le liquide, la membrane ayant la forme d’un film fin possédant deux faces opposées distantes de l’épaisseur de la membrane, le liquide présent dans le réservoir venant au contact avec une première des deux faces pour traverser la membrane dans son épaisseur,
• un actionneur configuré pour faire vibrer la membrane de façon à nébuliser le liquide lors de son passage au travers de la membrane.
[0008] La cigarette électronique peut comprendre en outre une batterie permettant d'alimenter l'actionneur, le réservoir possédant une ouverture délimitée par des parois, la membrane étant maintenue sur les parois pour fermer l'ouverture, un ensemble formé par la membrane et l'actionneur solidaire de la membrane comprenant avantageusement une extrémité libre débordant des parois, l'extrémité libre comprenant des plots électriques raccordés à l'actionneur et permettant un raccordement amovible à la batterie.
[0009] Avantageusement, la cigarette électronique comprend :
• un corps contenant une batterie permettant d'alimenter l'actionneur,
• un embout amovible, contenant le réservoir, la membrane et l'actionneur, l'embout étant configuré pour permettre un mélange d'air et de liquide nébulisé.
[0010] Avantageusement, la cigarette électronique est configurée pour mettre en place l'embout sur le corps, pour assurer le guidage d'air en amont de l'embout et pour assurer le raccordement de la batterie à l'actionneur dans un même mouvement de translation.
[0011] Avantageusement, le corps comprend des languettes élastiques raccordées à la batterie, les plots électriques de l'extrémité libre étant disposés de part et d'autre de l'extrémité libre et les contacts du corps étant configurés pour venir pincer l'extrémité libre et se raccorder aux plots électriques lors de la mise en place de l'embout sur le corps.
[0012] Avantageusement, la cigarette électronique comprend un élément capillaire disposé à l'intérieur du réservoir et en contact avec la première face de la membrane, l'élément capillaire étant configuré pour drainer le liquide du réservoir vers la membrane.
[0013] Avantageusement, l'élément capillaire comprend une première partie disposée en périphérie du réservoir de façon à être baigné dans du liquide contenu dans le réservoir et tombant en partie basse du réservoir par gravité pour toute orientation du réservoir, l'élément capillaire étant absent du centre du réservoir.
[0014] La cigarette électronique peut s'étendre principalement selon un axe. Le réservoir possède avantageusement une forme tubulaire s'étendant également selon l'axe, le réservoir étant limité par une paroi tubulaire et deux parois planes perpendiculaires à l'axe, la première partie de l'élément capillaire étant de forme tubulaire et disposé en contact avec la paroi tubulaire, l'élément capillaire comprenant une seconde partie radiale prolongeant la première partie de façon à amener le liquide en contact avec la membrane, l'élément capillaire étant absent d'au moins une des deux parois planes.
[0015] L'embout est avantageusement configuré pour permettre un mélange d'air et de liquide nébulisé.
[0016] La cigarette électronique comprend avantageusement en outre un capteur de pression configuré pour détecter une aspiration d'un utilisateur et un circuit électronique recevant une information du capteur de pression et pilotant l'actionneur en fonction de l'information reçue.
[0017] L'actionneur est avantageusement un actionneur piézo-électrique.
[0018] La cigarette électronique comprend avantageusement en outre un capteur de niveau permettant de mesurer un niveau de liquide dans le réservoir.
[0019] Le circuit électronique comprend avantageusement un processeur configuré pour transmettre à un utilisateur de la cigarette électronique des informations de fonctionnement de la cigarette électronique. [0020] La cigarette électronique comprend avantageusement en outre des moyens d'étanchéité disposés entre la membrane et le réservoir.
[0021] L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :
[0022] la figure 1 représente en vue éclatée un premier mode de réalisation d’une cigarette électronique conforme à l’invention ;
[0023] la figure 2 représente la cigarette électronique de la figure 1 muni d’un boîtier ;
[0024] les figures 3 et 4 représentent un réservoir, une membrane et un actionneur de la cigarette électronique de la figure 1 ;
[0025] la figure 5 représente une première variante d’un embout amovible de la cigarette électronique de la figure 1 ;
[0026] la figure 6 représente une seconde variante d’un embout amovible de la cigarette électronique de la figure 1 ;
[0027] la figure 7 permet d’illustrer le trajet de l’air dans la cigarette électronique de la figure 1 ;
[0028] la figure 8 représente sous forme de schéma bloc, différentes fonctions réalisées par la cigarette électronique de la figure 1 ;
[0029] la figure 9 représente en perspective en vue éclatée un second mode de réalisation d’une cigarette électronique conforme à l’invention ;
[0030] la figure 10 représente en coupe la cigarette électronique de la figure 9 ;
[0031] la figure 11 représente l’intérieur d’un corps de la cigarette électronique de la figure 9 ;
[0032] la figure 12 représente une extrémité du corps adaptée pour recevoir un embout de la cigarette électronique de la figure 9 ;
[0033] la figure 13 représente en coupe l’embout destiné à être mis en place sur extrémité du corps représenté sur la figure 12 ; [0034] la figure 14 représente l’intérieur du corps et de l’embout des figures 12 et 13 une fois assemblés ;
[0035] la figure 15 représente l’embout en perspective.
[0036] Le schéma de la figure 8 peut être mis en oeuvre dans le second mode de réalisation.
[0037] Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.
[0038] La figure 1 représente un premier mode de réalisation d’une cigarette électronique 10 conforme à l’invention. La cigarette 10 représentée est de révolution et s’étend selon un axe 12. Ses différents composants sont également de révolution. D’autres formes tubulaires le long de l’axe 12, voire plus variées sont possibles dans le cadre de l’invention. La cigarette 10 comprend un réservoir 14 contenant un produit sous forme liquide destiné à être nébulisé pour être aspiré par un utilisateur. La cigarette 10 comprend également une membrane 16 et un actionneur 18 configuré pour faire vibrer la membrane 16. La membrane 16 est poreuse afin de laisser passer le liquide sous forme d’un brouillard. Le liquide reste en phase liquide lorsqu’il traverse la membrane 16. En sortie de la membrane 16, le liquide est sous forme de gouttelettes de liquides dont la dimension caractéristique est de l’ordre de 1 à 10 pm. La membrane 16 est perforée d’orifices ayant une section de la dimension des gouttelettes. Plus précisément, la membrane 16 a la forme d’un film fin possédant deux faces opposées 16a et 16b distantes de l’épaisseur de la membrane 16. La membrane 16 s’étend principalement perpendiculairement à l’axe 12. Le liquide présent dans le réservoir 14 vient au contact de la face 16a pour traverser la membrane 16 dans son épaisseur. La vibration de la membrane 16 opérée par l’actionneur 18 entraîne le passage du liquide au travers de la membrane 16. La vibration de la membrane 16 entraîne sa déformation, principalement perpendiculairement à son épaisseur. Pour une membrane 16 de l’ordre de 20mm de diamètre, une vibration à une fréquence ultrasonore permet d’obtenir la nébulisation souhaitée. Des essais en interne ont montré qu’une fréquence de 30kHz permet de nébuliser correctement le liquide pour le liquide, le fait de traverser la membrane 16 dans son épaisseur permet de limiter l’énergie nécessaire à la nébulisation. La faible épaisseur de la membrane n’offre que peu de résistance à la traversée du liquide.
[0039] La cigarette 10 comprend également un élément capillaire 20 disposé à l'intérieur du réservoir 14 et en contact avec la membrane 16. L'élément capillaire 20 permet de drainer le liquide contenu dans le réservoir 14 vers la membrane 16.
[0040] L’actionneur 18 peut être alimenté électriquement. L’alimentation peut être extérieure à la cigarette 10. Cependant, pour que l’utilisateur puisse utiliser la cigarette 10 de façon autonome, la cigarette 10 est équipée d’une batterie 22 permettant d’alimenter l’actionneur 18. Des fils de câblage, non représentés sur la figure 1 , relient la batterie 22 et l’actionneur 18. Dans l’exemple de la figure 1 , l’actionneur 18 est un actionneur piézo-électrique. Ce type d’actionneur est bien adapté aux fréquences ultrasonores. L’actionneur 18 possède ici la forme d’une rondelle centrée autour de l’axe 12 et percée en son centre pour laisser la membrane 16 vibrer librement.
[0041] L’alimentation de l’actionneur 18 par la batterie 22 peut être commandée au moyen d’un interrupteur manoeuvré par l’utilisateur lorsqu’il souhaite utiliser la cigarette 10. Alternativement ou en complément de l’interrupteur, l’alimentation de l’actionneur 18 peut être commandée lorsque l’utilisateur aspire sur la cigarette 10. Une telle aspiration peut être détectée au moyen d’un capteur de pression 24 configuré pour détecter l’aspiration de l’utilisateur. Plus précisément, le capteur de pression 24 est disposé dans une chambre 25 de la cigarette 10 dont la pression baisse lorsque l’utilisateur aspire sur la cigarette 10. En complément du capteur de pression 24, la cigarette 10 comprend un circuit électronique 26 recevant une information du capteur de pression 24 et pilotant l’actionneur 18 en fonction de l’information reçue du capteur de pression 24. Le circuit électronique 26 peut comprendre un comparateur raccordé au capteur de pression 24 à l’une de ses entrées et à une tension de référence à l’autre de ses entrées. La tension de référence est représentative de la pression en dessous de laquelle l’actionneur 18 doit être mis en oeuvre. La sortie du comparateur délivre un signal binaire fonction du signe de l’écart entre le signal reçu du capteur de pression 24 et la tension de référence. Alternativement, le circuit électronique 26 peut comprendre un processeur par exemple inclus dans un microcontrôleur et réalisant l’opération de comparaison décrite au moyen du comparateur. L’intérêt de la mise en oeuvre d’un processeur est qu’il peut également remplir d’autres tâches évoquées plus loin. Le circuit électronique 26 peut être réalisé sur un circuit imprimé. Le capteur de pression 24 peut être soudé sur le circuit imprimé.
[0042] La figure 2 représente la cigarette électronique 10 équipée d’un boîtier comprenant un corps 30 et un embout 32 également visible sur la figure 1. Le corps 30 a la forme d’un tube s’étendant le long de l’axe 12 entre deux extrémités 34 et 36. Le corps 30 est ouvert à son extrémité 36 et fermé à son extrémité 34, hormis la possibilité d’une entrée d’air qui sera décrite plus loin. La batterie 22 et le circuit électronique 26 sont insérés dans le corps 30 par son extrémité 36. L’embout 32 peut contenir au moins en partie le réservoir 14 et l’élément capillaire 20 ainsi que la membrane 16 et l’actionneur 18. L’embout 32 peut être amovible et facilement démontable du corps 30. L’embout 32 et les composants qu’il contient peuvent former un élément interchangeable que l’utilisateur change lorsque le réservoir 14 est vide ou lorsqu’il souhaite changer de type de liquide.
[0043] Les figures 3 et 4 représentent en perspective le réservoir 14, la membrane 16 et l’actionneur 18. Le réservoir 14 est de forme tubulaire s’étendant autour de l’axe 12. Une rainure axiale 40 est réalisée dans une face externe d’une paroi tubulaire 42 du réservoir 14. La rainure 40 s’étend parallèlement à l’axe 12 et met en communication la chambre 25 où se situe le capteur de pression 24 et une autre chambre dite chambre d’aspiration 43 située dans l’embout 32 et en contact direct avec la bouche de l’utilisateur. Il est possible de réaliser plusieurs rainures 40 dans la paroi 42 en fonction du débit d’air nécessaire. Dans la chambre d’aspiration 43, l’air se mélange au liquide nébulisé. Le réservoir s’étend selon l’axe 12 entre deux parois planes 44 et 46 perpendiculaires à l’axe 12. La paroi 44 comprend une ouverture 48 fermée par la membrane 16. Autrement dit, la membrane 16 est posée sur la paroi 44. La partie centrale de la membrane 16 peut vibrer librement en regard de l’ouverture 48. Sur la figure 4 apparaît deux connexions électriques 50 et 52 entre les deux parois 44 et 46. Les connexions 50 et 52 permettent d’alimenter l’actionneur 18 par la batterie 22, par exemple au travers du circuit électronique 26. Les connexions électriques 50 et 52 peuvent se terminer par des plots sur lesquels viennent s’appuyer des contacts élastiques appartenant au corps 30 et reliés au circuit électronique 26. Le montage de l’embout 32 sur le corps 30 se fait dans un mouvement de translation selon l’axe 12. Lors de ce mouvement les contacts du corps 30 viennent s’appuyer sur les plots des connexions électriques 50 et 52.
[0044] La figure 5 représente l’embout 32 dans lequel sont insérés le réservoir 14, la membrane 16 et l’actionneur 18. L’embout 32 possède une forme sensiblement conique autour de l’axe 12 s’évasant depuis une première extrémité 54 que l’utilisateur porte à la bouche vers une seconde extrémité 56 par laquelle sont insérés le réservoir 14, la membrane 16 et l’actionneur 18. Pour améliorer l’ergonomie de l’embout 32, sa forme conique peut posséder un angle au sommet quasiment nul au niveau de l’extrémité 54 et un angle au sommet augmentant en se rapprochant de l’extrémité 56. Au niveau de l’extrémité 56, l’embout 32 peut posséder une partie cylindrique 58 ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre du corps 30. Le réservoir 14 peut déborder de l’extrémité 56 afin de s’insérer en s’ajustant dans le corps 30. Ainsi, le réservoir permet le positionnement de l’embout 32 par rapport au corps 30. Un système de verrouillage, non représenté permet de fixer temporairement l’embout 32 sur le corps 30. Ce système peut être par exemple un système vis écrou ou un système à baïonnette ou un système d’aimants.
[0045] La membrane 16 et l’actionneur 18 sont fixés sur le réservoir 14. Cette fixation peut être assurée par différents moyens. Il est notamment possible de prévoir un premier film de colle entre la membrane 16 et le réservoir 14 et un second film de colle entre l’actionneur 18 et la membrane 16. Alternativement, il est possible de maintenir en pression l’actionneur 18 et la membrane 16 contre le réservoir au moyen d’un système mécanique et notamment au moyen de formes adaptées de l’embout 32. Par exemple, la forme conique de l’embout 32 peut maintenir l’actionneur 18 et la membrane 16 lors de l’insertion du réservoir 14 dans l’embout 32.
[0046] La cigarette 10 comprend avantageusement des moyens d’étanchéité entre la membrane 16 et le réservoir 14 afin d’éviter les fuites de liquide du réservoir 14. Ainsi, la seule possibilité pour le liquide de quitter le réservoir 14 est de traverser la membrane 14 par nébulisation. Le premier film de colle disposé entre la membrane 16 et le réservoir 14 peut remplir la fonction d’étanchéité. En complément ou alternativement, notamment lorsque la fixation de membrane 16 est assurée par une pression de l’embout 32, il est possible de disposer un joint d’étanchéité 57 entre la membrane 16 et le réservoir 14. Le joint 57 possède la forme d’une rondelle centrée autour de l’axe 12 et percée en son centre pour laisser la membrane 16 vibrer librement. Le joint 57 peut avoir une forme plate semblable à celle de l’actionneur 18. Sur la figure 5, le joint 57 possède une forme torique et est disposée dans une rainure annulaire 59 s’enroulant autour de l’axe 12. La rainure 59 est réalisée dans la paroi 44 du réservoir 14. La pression exercée par l’actionneur 18 sur la membrane 16 permet d’écraser le joint 57 et assurer l’étanchéité recherchée.
[0047] L’élément capillaire 20 peut remplir complètement le réservoir 14. Le liquide contenu dans le réservoir mouille complètement l’élément capillaire 20. Le matériau formant l’élément capillaire 20 est choisi pour que, quelle que soit l’orientation de la cigarette 10, l’élément capillaire 20 reste mouillé de façon homogène par le liquide. Ceci est obtenu lorsque les forces de capillarité sont supérieures à la force gravité dans les dimensions du réservoir 14. Ceci est par exemple obtenu avec du coton hydrophile. D’autres matériaux hydrophiles sont bien sûr possibles. L’élément capillaire 20 étant en contact avec la membrane 18, tant que du liquide est contenu dans le réservoir 14, ce liquide rentrera en contact avec la membrane 16. Ainsi la totalité du liquide contenu dans le réservoir 14 peut être nébulisé.
[0048] Le remplissage complet du réservoir 14 par un matériau ayant des propriétés capillaires suffisantes présente cependant un inconvénient. En effet, le volume occupé par le matériau lui-même réduit d’autant le volume utile du réservoir 14 pour y contenir du liquide destiné à être nébulisé. La figure 6 représente une variante du réservoir 14 assemblé dans l’embout 32 et permettant de pallier cette difficulté. Pour ce faire, il est possible de mettre à profit la gravité qui entraîne le liquide vers une des parois du réservoir 14. En disposant l’élément capillaire 20 en couche le long des faces internes des parois du réservoir 14, et en prolongeant l’élément capillaire 20 pour l’amener en contact avec la membrane 16, le liquide est conduit vers la membrane 16 tant que du liquide est contenu dans le réservoir 14 et quelle que soit l’orientation de la cigarette 10. Plus précisément, l’élément capillaire 20 comprend une première partie 60 disposée en périphérie du réservoir 14 contre ses parois et une seconde partie 62 prolongeant la première partie 60, La seconde partie étant en contact avec la membrane 16. La première partie 60 est baignée dans le liquide quelle que soit l’orientation du réservoir14 et la seconde partie 62 permet de drainer le liquide de la première partie 60 vers la membrane 16. Ainsi il est possible de ne pas disposer de matériau capillaire dans la partie centrale du réservoir 14, ce qui permet d’augmenter le volume utile du réservoir 14. [0049] En pratique, lorsqu’un utilisateur met en œuvre la cigarette 10, l’axe 12 est orienté autour d’une direction horizontale. L’axe 12 peut être incliné mais il est rare que cet axe soit parfaitement vertical. Il est donc possible de se passer de matériau capillaire sur les faces internes des parois du réservoir perpendiculaires à l’axe 12. Autrement dit, la première partie 60 n’est disposée en contact qu’avec la paroi tubulaire 42. La première partie 60 est absente d’au moins une des deux parois 44 et 46. La seconde partie 62 s’étend radialement autour de l’axe 12 de la première partie 60 vers la membrane 16. Afin d’homogénéiser le drainage du liquide de la première partie 60 vers la membrane 16, il est possible de prévoir plusieurs secondes parties 62 en forme de rayon autour de l’axe 12. Les différentes secondes parties 62 sont alors avantageusement régulièrement réparties autour de l’axe 12.
[0050] Afin de maintenir l’élément capillaire 20 en forme, le long des parois du réservoir 14 et en contact avec la membrane 16, il est possible de le maintenir au moyen d’une grille 64 notamment utile lorsque le matériau utilisé pour réaliser l’élément capillaire 20 présente des difficultés à se maintenir en forme, comme notamment avec du coton hydrophile. D’autres matériaux, comme par exemple la ouate de cellulose, peuvent être compressés et se maintenir en forme même imbibés de liquide. Si le maintien en forme est suffisant, il est possible de se passer de la grille 64.
[0051] La figure 7 permet d’illustrer le trajet de l’air dans la cigarette électronique 10. En traversée du corps 30, la cigarette 10 peut comprendre un connecteur 70 permettant de recharger la batterie 22. Ce connecteur est par exemple disposé selon l’axe 12 sur l’extrémité 34 du corps 30. Par ailleurs, le corps 30 comprend un orifice 72 permettant à de l’air extérieur d’atteindre la chambre 25. Il est possible d’utiliser le jeu fonctionnel entre le connecteur 70 et le corps 30 comme orifice 72.
[0052] Une fois à l’intérieur du corps 30, l’air contourne la batterie 22 et le circuit électronique 26 pour atteindre la chambre 25 où se situe le capteur de pression 24. Le trajet de l’air autour de la batterie 22 et du circuit électronique 26 est matérialisé par des flèches 74. L’air quitte la chambre 25 pour contourner le réservoir 14 par la rainure 40 et ainsi atteindre la chambre d’aspiration 43 dans l’embout 32. Le trajet de l’air entre la chambre 25 et la chambre d’aspiration 43 est matérialisé par une flèche 76. Dans la chambre d’aspiration 43, le mélange entre l’air et le brouillard nébulisé par la membrane 16 est réalisé. Il est possible d’insérer un joint d’étanchéité 78 à la jonction entre le corps 30 et l’embout 32.
[0053] Afin que le capteur de pression 24 puisse détecter une dépression lors de l’aspiration sur l’embout 32 par l’utilisateur, la perte de charge subie par l’air en amont de la chambre 25 lors de son passage dans l’orifice 72, le long de la batterie 22 et du circuit électronique 26 doit être plus importante que la perte de charge entre la chambre 25 et la chambre d’aspiration 43.
[0054] La figure 8 représente sous forme de schéma bloc, différentes fonctions réalisées par la cigarette électronique 10. Dans l’exemple représenté un processeur 80 forme l’élément central de l’architecture électrique de la cigarette 10. Comme décrit plus haut, le processeur 80 reçoit une information provenant du capteur de pression 24, information qu’il compare à une référence REF pour commander l’actionneur 18 déclenchant la nébulisation. Le déclenchement de l’actionneur 18 peut être binaire. Plus précisément, l’actionneur 18 est alimenté dès que la pression dans la chambre 25 est inférieure à une consigne donnée par la référence REF. Alternativement, il est possible de mettre en oeuvre un actionneur 18 dont l’amplitude peut être modulée. La commande de l’actionneur 18 peut être proportionnelle à l’écart entre la pression mesurée par le capteur de pression 24 et la consigne. Plus précisément, la nébulisation est proportionnelle à la dépression générée par l’utilisateur lorsqu’il aspire sur l’embout 32. Autrement dit, plus l’utilisateur aspire, plus la nébulisation est importante. En complément de la commande de l’actionneur 18 en fonction de la pression d’air régnant dans la chambre 25, il est possible d’ajouter un interrupteur 82 manoeuvrable par l’utilisateur et permettant l’arrêt ou le démarrage de l’actionneur 18. L’interrupteur est alors placé en série entre le processeur 80 et l’actionneur 18.
[0055] Le processeur 80 est alimenté par la batterie 22 qui peut être rechargée au travers du connecteur 70. Le processeur peut gérer le niveau de charge de la batterie 22. Un interrupteur général 84 peut interrompre l’alimentation générale de la cigarette 10.
[0056] La cigarette 10 peut comprendre un capteur de niveau 86 permettant de connaître le niveau de remplissage du réservoir 14. Le capteur de niveau 86 communique avec le processeur 80. Une alarme peut être prévue par exemple sous forme d’une diode électroluminescente présente sur le corps 30 et permettant d’informer l’utilisateur sur le niveau de liquide dans le réservoir 14.
[0057] Il est également possible de prévoir un module de communication 88 d’informations avec l’extérieur. Le module de communication 88 peut être filaire et utiliser le connecteur 70 ou sans fil. Le module de communication 88 peut transmettre des paramètres d’utilisation de la cigarette par exemple pour informer l’utilisateur sur l’état de charge de la batterie 22, sur le niveau de liquide dans le réservoir 14, sur sa consommation de nicotine, lorsque de la nicotine est présente dans le liquide présent dans le réservoir 14.
[0058] Différents convertisseurs peuvent être nécessaires au fonctionnement de la cigarette 10, Pour ne pas surcharger la figure 8, ces convertisseurs ne sont pas représentés. A titre d’exemple, l’alimentation de l’actionneur 18 peut nécessiter un onduleur générant une tension alternative à fréquence ultrasonore. Cet onduleur est disposé entre l’actionneur 18 et le processeur 80 qui le pilote. D’autres convertisseurs peuvent être nécessaires notamment pour mesurer la tension de la batterie 22 et pour convertir les informations reçues des capteurs 24 et 86 en informations binaires utilisables par le processeur 80. Une mémoire peut être adjointe au processeur 80 pour y stocker un programme permettant son fonctionnement et pour y stocker des informations concernant l’utilisation de la cigarette 10.
[0059] La figure 9 représente en vue éclatée un second mode de réalisation de l’invention. La figure 9 représente une cigarette électronique 100 s’étendant principalement selon un axe 102. La cigarette électronique 100 comprend un corps 104 et un embout amovible 106. A la différence de la cigarette 10 où l’embout 32 s’ouvre selon l’axe 12 pour que l’utilisateur puisse aspirer le mélange d'air et de liquide nébulisé, la cigarette 100 s’ouvre perpendiculairement à l’axe 102 et l’utilisateur tient la cigarette 100 sensiblement verticalement lorsqu’il utilise la cigarette électronique debout. En pratique dans les deux modes de réalisation, l’orientation de l’ouverture de l’embout 32 ou 106 n’est donnée qu’à titre d’exemple et peut suivre toute direction.
[0060] La figure 10 représente en coupe la cigarette électronique 100 dans un plan contenant l’axe 102. L’embout 106 est monté sur le corps 104. La cigarette 100 comprend un réservoir 108 contenant un liquide destiné à être nébulisé, une membrane 110 et un actionneur 112 configuré pour faire vibrer la membrane 110. Comme dans le premier mode de réalisation, la membrane 110 est poreuse afin de laisser passer le liquide sous forme d’un brouillard. Le liquide traverse la membrane 110 dans son épaisseur depuis sa face 110a, en contact avec le liquide présent dans le réservoir 108, jusqu’à sa face 110b délimitant en partie la chambre d’aspiration 114 où le liquide nébulisé est mélangé avec de l’air. Contrairement au premier mode de réalisation, la membrane 110 s’étend principalement parallèlement à l’axe 102.
[0061] Dans le second mode de réalisation, on retrouve le circuit électronique 26 réalisé sur un circuit imprimé, le capteur de pression 24 soudé sur le circuit imprimé et la batterie 22. La figure 11 représente en perspective l’intérieur du corps 104 et permet de mieux distinguer les composants qui y sont disposés.
[0062] La circulation de l’air en amont de la chambre d’aspiration 114 suit essentiellement des canaux ménagés dans le corps 104. L’air peut pénétrer dans le corps 104 par l’orifice 72 situé autour du connecteur 70 permettant notamment de recharger la batterie 22. L’air longe ensuite le circuit électronique 26 et notamment le capteur de pression 24 puis la batterie 22. Le trajet de l’air est semblable à celui du premier mode de réalisation et est matérialisé par la flèche 74.
[0063] Le corps 104 comprend une excroissance 120 destinée à être insérée dans un réceptacle 122, complémentaire de l’embout 106, lors de la mise en place de l’embout 106 sur le corps 104. L’excroissance 120 et le réceptacle 122 permettent d’assurer le positionnement de l’embout 106 et du corps 104, d’assurer le guidage de l’air dans la cigarette électronique 100 du corps 104 vers l’embout 106 et le raccordement électrique du corps 104 et de l’embout 106 et plus précisément de la batterie 22 au travers du circuit électronique 26 et de l’actionneur 112. Toute autre forme que celle représentée est bien entendue possible pour assurer ces fonctions. Il est par exemple possible de prévoir une excroissance dans l’embout 106 pénétrant dans un réceptacle complémentaire du corps 104.
[0064] L’excroissance 120 et le réceptacle 122 sont configurés pour permettre la mise en place de l’embout 106 sur le corps 104 dans un mouvement de translation selon l’axe 102. [0065] Le raccordement électrique du corps 104 et de l’embout 106 peut être réalisé de différentes façons. Il est par exemple possible de disposer respectivement dans l’excroissance 120 et dans le réceptacle 122 deux parties d’un connecteur coopérant l’une avec l’autre. Il est également possible de prévoir dans l’embout 106 des connexions électriques se terminant par des plots comme représenté sur la figure 4. Des contacts élastiques appartenant au corps 104 viennent s’appuyer sur ces plots.
[0066] Les figures 12, 13 et 14 permettent d’illustrer un mode de réalisation du raccordement électrique de l’embout 106 sur le corps 104 particulièrement simple à mettre en oeuvre. La membrane 110 possède la forme d’un disque et l’actionneur 112 possède la forme d’une rondelle entourant le disque. Le réservoir 108 forme un volume délimité par des parois 124. Le réservoir 108 possède une ouverture 126 fermée par la membrane 110. La membrane 110 est maintenue sur les parois 124 pour fermer l’ouverture 126. L’actionneur 112 est solidaire de la membrane 110. L’ensemble formé par la membrane 110 et l’actionneur 112 possède une extrémité libre 127 débordant des parois 124. Autrement dit, l’ensemble formé par la membrane 110 et l’actionneur 112 possède une forme sensiblement plate débordant au-delà des parois 124 du réservoir 108 de façon à ce que les deux faces de la forme plate puissent être accessibles. L’extrémité libre 127 comprend des plots électriques 128 raccordés à l’actionneur 112. Les plots 128 permettent un raccordement amovible à la batterie 22. Plus précisément, le corps 104 comprend des languettes élastiques 129 raccordées électriquement à la batterie 22 par l’intermédiaire du circuit électronique 26. Lors de la mise en place de l’embout 106 sur le corps 104, les languettes élastiques 129 viennent en contact avec les plots 128 pour permettre l’alimentation de l’actionneur 112. Les plots 128 peuvent être disposés sur la même face de l’extrémité libre 127 ou, comme représenté sur les figures 12 à 14, chacun sur une face. Les languettes élastiques 129 viennent alors pincer l’extrémité libre 127.
[0067] Sur les figures 12 et 14, on distingue également le cheminement de l’air entre le corps 104 et l’embout 106. Le cheminement principal le long du circuit électronique 26 et de la batterie 22 se divise en deux de part et d’autre de l’excroissance 120 donc des languettes élastiques 129. Pour atteindre la chambre d’aspiration 114.
[0068] Le remplissage du réservoir 108 peut être réalisé par l’ouverture 126 avant fermeture de l’ouverture 126 par l’ensemble formé par la membrane 110 et l’actionneur 112. Alternativement il est possible de prévoir une ouverture supplémentaire du réservoir 108 pour son remplissage. L’embout 106 peut comprendre un capot 130 formé en deux parties 130a et 130b. Le réservoir 108, la membrane 110 et l’actionneur 112 peuvent être maintenus entre les deux parties 130a et 130b du capot 130. Le réservoir 108 peut être réalisé dans un matériau présentant des propriétés élastiques de telle sorte que l’assemblage des deux parties 130a et 130b mette en pression la membrane 110 contre le réservoir 108 et assure l’étanchéité du réservoir 108 au niveau de son ouverture 126. Il est par exemple possible de réaliser le réservoir 108 en matériau à base de silicone.
[0069] Alternativement, pour assurer le remplissage du réservoir 108, on peut prévoir un orifice 132 dans l’une des parties 130a ou 130b ou à la jonction entre ces deux parties. L’orifice 132 permet d’atteindre le réservoir 108 par l’extérieur. On peut remplir le réservoir 108 au moyen d’une seringue introduite par l’orifice 132 et perçant une paroi du réservoir 108. Le silicone présentant des propriétés auto cicatrisantes, l’étanchéité du réservoir 108 n’est pas compromise lorsque la seringue est retirée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cigarette électronique (10 ; 100) comprenant :
• un réservoir (14 ; 108) contenant un liquide apte à être nébulisé,
• une membrane (16 ; 110) poreuse configurée pour nébuliser le liquide, la membrane (16 ; 110) ayant la forme d’un film fin possédant deux faces opposées (16a, 16b ; 110a, 110b) distantes de l’épaisseur de la membrane (16 ; 110), le liquide présent dans le réservoir (14 ; 108) venant au contact avec une première (16a ; 110a) des deux faces pour traverser la membrane (16 ; 110) dans son épaisseur,
• un actionneur (18 ; 112) configuré pour faire vibrer la membrane (16 ; 110) de façon à nébuliser le liquide lors de son passage au travers de la membrane (16 ; 110).
2. Cigarette électronique selon la revendication 1 , comprenant en outre une batterie (22) permettant d’alimenter l’actionneur (112), le réservoir (108) possédant une ouverture (126) délimitée par des parois (124), la membrane (110) étant maintenue sur les parois (124) pour fermer l’ouverture (126), un ensemble formé par la membrane (110) et l’actionneur (112) solidaire de la membrane (110) comprenant une extrémité libre (127) débordant des parois (124), l’extrémité libre (127) comprenant des plots électriques (128) raccordés à l’actionneur (112) et permettant un raccordement amovible à la batterie (22).
3. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes, comprenant :
• un corps (30 ; 104) contenant une batterie (22) permettant d’alimenter l’actionneur (18 ; 112),
• un embout (32 ; 106) amovible, contenant le réservoir (14 ; 108), la membrane (16 ; 110) et l’actionneur (18 ; 112), l’embout (32 ; 106) étant configuré pour permettre un mélange d’air et de liquide nébulisé.
4. Cigarette électronique selon la revendication 3, configurée pour mettre en place l’embout (32 ; 106) sur le corps (30 ; 104), pour assurer le guidage d’air en amont de l’embout (32 ; 106) et pour assurer le raccordement de la batterie (22) à l’actionneur (18 ; 112) dans un même mouvement de translation.
5. Cigarette électronique selon les revendications 2 et 4, dans laquelle le corps comprend des languettes élastiques (129) raccordées à la batterie (22), dans laquelle les plots électriques (128) de l’extrémité libre (127) sont disposés de part et d’autre de l’extrémité libre (127) et dans laquelle les contacts du corps (104) sont configurés pour venir pincer l’extrémité libre (127) et se raccorder aux plots électriques (128) lors de la mise en place de l’embout (106) sur le corps (104).
6. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un élément capillaire (20) disposé à l’intérieur du réservoir (14) et en contact avec la première face (16a) de la membrane (16), l’élément capillaire (20) étant configuré pour drainer le liquide du réservoir (14) vers la membrane (16).
7. Cigarette électronique selon la revendication 6 dans laquelle l’élément capillaire (20) comprend une première partie (60) disposée en périphérie du réservoir (14) de façon à être baigné dans du liquide contenu dans le réservoir (14) et tombant en partie basse du réservoir (14) par gravité pour toute orientation du réservoir (14), l’élément capillaire (20) étant absent du centre du réservoir (14).
8. Cigarette électronique selon la revendication 7, s’étendant principalement selon un axe (12), dans laquelle le réservoir possède une forme tubulaire s’étendant également selon l’axe (12), le réservoir (14) étant limité par une paroi tubulaire (42) et deux parois planes (44, 46) perpendiculaires à l’axe (12), dans laquelle la première partie (60) de l’élément capillaire (20) est de forme tubulaire et est disposé en contact avec la paroi tubulaire (42), dans laquelle l’élément capillaire (20) comprend une seconde partie (62) radiale prolongeant la première partie (60) de façon à amener le liquide en contact avec la membrane (16), dans laquelle l’élément capillaire (20) est absent d’au moins une des deux parois planes (44, 46).
9. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre un capteur de pression (24) configuré pour détecter une aspiration d’un utilisateur et un circuit électronique (26) recevant une information du capteur de pression (24) et pilotant l’actionneur (18) en fonction de l’information reçue.
10. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’actionneur (18) est un actionneur piézo-électrique.
11. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un capteur de niveau (86) permettant de mesurer un niveau de liquide dans le réservoir (14).
12. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le circuit électronique (26) comprend un processeur (80) configuré pour transmettre à un utilisateur de la cigarette électronique (10) des informations de fonctionnement de la cigarette électronique (10).
13. Cigarette électronique selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens d’étanchéité (57) disposés entre la membrane (16) et le réservoir (14).
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