EP4691287A1 - Unité de vaporisation comportant une céramique et cigarette électronique à cartouche amovible intégrant une telle unité de vaporisation - Google Patents
Unité de vaporisation comportant une céramique et cigarette électronique à cartouche amovible intégrant une telle unité de vaporisationInfo
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- EP4691287A1 EP4691287A1 EP24315382.2A EP24315382A EP4691287A1 EP 4691287 A1 EP4691287 A1 EP 4691287A1 EP 24315382 A EP24315382 A EP 24315382A EP 4691287 A1 EP4691287 A1 EP 4691287A1
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- cartridge
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- A24F40/44—Wicks
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- A24F40/10—Devices using liquid inhalable precursors
Definitions
- the invention falls within the field of electronic cigarettes.
- the invention relates more particularly to a vaporization unit that makes it possible to substantially increase its lifespan while improving the user experience.
- Electronic cigarettes are an alternative to traditional cigarettes. Instead of producing combustion smoke, these devices vaporize a liquid that can be inhaled by the user.
- the liquid typically contains an aerosol-forming substance, such as glycerin or propylene glycol, which creates the vapor.
- Other common substances in the liquid may include nicotine and/or various flavorings.
- an electronic cigarette consists of a mouthpiece, a liquid reservoir, and a power supply, most often a battery.
- Vaporization is generated by a vaporization unit, which generally includes a heating element such as a coil.
- This coil may be a thin wire surrounding a fluid transfer element, usually made of a fibrous material, or it may extend throughout the thickness of the fluid transfer element. Vaporization occurs when the heating element heats the liquid inside the fluid transfer element until it turns into vapor.
- the heating element is supplied with liquid by capillary action resulting from the presence of the fibrous fluid transfer element.
- fibrous fluid transfer elements are made of cotton which soaks up liquid, ensuring the transfer of liquid from the liquid reservoir to the heating element.
- fibrous elements such as cotton
- fibrous elements are susceptible to deterioration from burning or clogging by the liquid or residue from the heated liquid, which substantially reduces the lifespan of the vaporizer.
- the flavor when the flavor is changed, it takes some time for the liquid in the cotton to be completely replaced by the new liquid, so the user may still experience the effects of the previous flavor.
- the invention therefore aims to overcome the aforementioned disadvantages by offering a vaporization unit with increased lifespan and improved user experience, as well as an electronic cigarette including such a vaporization unit enabling the development of a new generation of electronic cigarettes that are less expensive to manufacture, simple to use, recyclable and have an improved lifespan and user experience.
- the invention relates to a vaporization unit for electronic cigarettes, which is essentially characterized in that it comprises a heating element intended to be electrically powered and a porous or non-porous ceramic. porous in surface contact with the heating element, the vaporization unit being devoid of any fibrous material.
- the invention also relates to an electronic cigarette comprising a fixed body and a cartridge containing the liquid to be vaporized, which is removably mounted on said fixed body.
- the fixed body is characterized in that it includes a cartridge receptacle, a power supply battery, and a vaporization unit as previously defined, located within the cartridge receptacle and comprising a heating element electrically powered by the battery.
- the cartridge includes an air outlet opening onto a suction channel, and a reservoir of liquid to be vaporized surrounding the suction channel
- the removable cartridge and the fixed body are configured so that the reservoir of liquid to be vaporized is arranged in fluidic connection with the fluid transfer element of the vaporization unit of the fixed body when the capsule is mounted on the fixed body, and so that the suction channel of the cartridge is arranged in fluidic connection with the vaporization unit of the fixed body when the cartridge is mounted on the fixed body.
- the removable cartridge does not include the vaporization unit and therefore consists exclusively of the liquid reservoir (in the example shown, filled with liquid-soaked cotton), the mouthpiece, and its outer casing, which may be made of polymer, for example, polyester, which is more easily recyclable.
- the removable cartridge may include other components, but in no case the vaporization unit.
- the removable cartridge is simpler and less expensive to manufacture, but above all, it has a greater recyclability than the cartridges usually used since it contains no metallic or electronic elements.
- the vaporization unit usable in the electronic cigarette of figures 1 to 4 or any other type of electronic cigarette includes a heating element, a porous or non-porous ceramic, and is free of any fibrous elements such as cotton.
- the vaporization unit of the invention has a significantly longer lifespan than vaporization units of the prior art and is not subject to the flavor persistence problem of a prior art liquid.
- the vaporization unit of the invention When the vaporization unit of the invention is used with an electronic cigarette featuring a removable cartridge, where the cartridge does not contain the vaporization unit, the overall environmental friendliness is further enhanced. This is because not only is the cartridge recyclable, but the increased lifespan of the vaporization unit also extends the lifespan of the electronic cigarette's main body, which then depends almost entirely on the battery life. Furthermore, in this configuration, the user experience is significantly improved, as changing the cartridge and e-liquid flavor immediately activates the new flavor.
- FIG. 1 We refer to figures 1 to 4 to describe the electronic cigarette of the invention 1,1a according to a first alternative which comprises a fixed body 2 and a removable cartridge 3, as well as the vaporization unit 11 of the invention according respectively to the first and second embodiment variants.
- the fixed body 2 includes a battery 4 forming a power supply unit.
- the fixed body 2 is composed of two parts.
- a first part 5 houses the battery 4 and the second part 6 has a receiving recess 7 for the removable cartridge 3 above an area 18 for electrical connection with the cartridge 4.
- the receiving recess 7 of the removable cartridge 3 has a central channel 13 which delimits a receiving seat 15 of the reservoir of liquid to be vaporized 16.
- the channel 13 is open at its upper and lower extremes, and extends from an orifice 10 formed in the lower wall 9 of the receiving recess 7.
- the central channel 13 is thus in communication with the second part 6 of the fixed body 2 but also at the top with the surrounding air.
- the fixed body 2 comprises the vaporization unit 11 which is arranged within the central channel 13 in the receiving recess 7 of the removable cartridge 3.
- the vaporization unit 11,11a includes a resistance 12,12a forming a heating element which is located at the heart of the vaporization unit 11,11a and which is surrounded by a porous ceramic 14,14a.
- the liquid contained in the liquid reservoir 16 or the liquid-soaked fibrous element contained in the reservoir 16 ensures the role of transferring liquid by capillary action to the vaporization unit 11 and more specifically to the porous ceramic 14,14a.
- the vaporization unit 11 extends transversely to the channel 13, with the ceramic 14 in contact with the liquid to be vaporized via, where applicable, the fibrous material contained in the liquid reservoir 16.
- the vaporization unit 11a extends coaxially in and along the channel 13, the ceramic 14a also being in contact with the liquid to be vaporized via, where appropriate, the fibrous material contained in the liquid reservoir 16.
- the contact between the ceramic 14, 14a and the liquid or fibrous material of the liquid reservoir 16 can occur in various ways. As shown in the figures 1 and 2 , through orifices 17 may be provided in the central channel 13 allowing the ceramic 14 to be in contact with the liquid to be vaporized or the fibrous material contained in the liquid reservoir 16 when the removable cartridge 3 is in place on the fixed body 2. This configuration is particularly advantageous when the vaporization unit 11 extends transversely to the channel 13.
- the vaporization unit 11a protrudes coaxially from the channel 13, the protruding part comprising the resistance, surrounded by the porous ceramic 14a, in contact with the liquid to be vaporized or the fibrous material contained in the liquid reservoir 16 when the removable cartridge 3 is in place on the fixed body 2.
- the resistor 12 is configured to heat the ceramic 14,14a by resistive heating.
- the material of the resistor 12 can be titanium, stainless steel, nickel, chromium, aluminum, or their alloys.
- the porous ceramic 14,14a has a porosity greater than 20% by mass and preferably between 50 and 60% by mass.
- the porous ceramic can, for example, be made of aluminum oxide Al2O3 , which exhibits high hardness, strong thermal stability, and resistance to high temperatures and abrasion, or of any other porous ceramic known to those skilled in the art.
- the capillary effect is obtained by the contact of the liquid to be vaporized or of the fibrous or porous material soaked in liquid 16 with the porous ceramic 14,14a when the cartridge 3 is placed on the fixed body 2.
- the receiving enclave 7 does not have a central channel 13, only the vaporization unit, for example the coaxial vaporization unit 14a of the figures 3 and 4 emerges from the lower wall 9 of the receiving enclave 7, acting as a central channel in addition to a vaporization unit.
- the vaporization unit 11,11a can be mounted removably relative to the fixed body 2.
- the vaporization unit 11,11a is not part of the removable cartridge 3 but constitutes an independent removable element of the electronic cigarette of the invention whose lifespan depends only on the battery.
- the removable cartridge 3 of the electronic cigarette of invention 1 has an air outlet 21 surmounted by a mouthpiece 19, which air outlet 21 extends into a central suction channel 20 through which the vaporized liquid is inhaled by the user.
- the removable cartridge does not have a mouthpiece 19, which may be a removable part relative to the cartridge 3 or remote.
- the removable cartridge 3 has a liquid reservoir 16 surrounding and located on either side of the suction channel 20.
- the liquid reservoir 16 can contain liquid to be vaporized, but preferably the liquid reservoir 16 is filled with a fibrous or porous material, for example cotton, which is soaked with liquid to be vaporized.
- a fibrous or porous material for example cotton
- the central suction channel 20 of the removable cartridge 2 has cooperating dimensions, preferably dimensions that ensure the central suction channel 20 of the removable cartridge 2 fits around the central channel 13 of the receiving recess 7 of the fixed body 2.
- the liquid reservoir 16 fits around and along the central channel 13 in which the vaporization unit 11,11a is located.
- the suction channel 20 of the removable cartridge 2 is arranged in continuity with the central channel 13 of the receiving recess 7, and more particularly with the upper part of this channel 13 located above the vaporization unit 11,11a, with the result that the vaporized liquid rises, by suction, along the central channel 13 to the suction channel 20 opening at the mouthpiece 19.
- the suction channel 20 of the removable cartridge 2 is arranged in fluidic connection with the vaporization unit 11,11a to ensure, by the user, the aspiration of the vaporized liquid.
- the removable capsule 3 can be held securely in the receiving recess 7 by means of suitable snap-fit devices (not shown). However, this secure hold can also be achieved by precisely adjusting the dimensions of the removable cartridge 3, and in particular its outer wall relative to the wall of the receiving recess 7.
- FIG. 5 to 8 We refer to figures 5 to 8 to describe alternative embodiments of the vaporization unit of the invention comprising ceramic. These vaporization units can be advantageously used in the electronic cigarette of the invention as previously described with reference to figures 1 to 4 or be used in any other type of electronic cigarette, provided that the ceramic is placed, in the position of use, in contact with the liquid to be vaporized or with a material impregnated with liquid to be vaporized.
- FIG. 5 illustrates the vaporization unit 14a mounted in the electronic cigarette of figures 3 and 4
- the vaporization unit 14a includes a heating element 12a at the core of the vaporization unit 11a, which is arranged in a spiral extending longitudinally and defining a hollow central channel 22a.
- the porous ceramic 14a is in surface contact with the heating element, surrounding it.
- the porous ceramic 14a is tubular in shape and can be molded around the heating element 12a.
- vaporization occurs at the heating element 12a, with the liquid to be vaporized penetrating the porous ceramic 14a, which is in fluidic contact with the liquid to be vaporized as previously described.
- FIG. 6 This illustrates a third variant of the vaporization unit of the invention in which the heating element 12b is also at the heart of the vaporization unit 14b, taking the form of a mesh tube that defines a hollow central channel 22b.
- the ceramic 14b is tubular in shape and can be molded around the heating element 12b.
- the ceramic 14b is non-porous. Vaporization occurs at the level of the ceramic 14b, which is heated by the heating element 12b.
- through-holes 23b are provided throughout the thickness of the tubular ceramic 14b to generate the airflow necessary for vaporizing the liquid under the effect of user inhalation. These through-holes extend parallel to each other in an arc along the entire length of the vaporization unit, at least at the level of the heating element 12b.
- the heating element is a resistive circuit 12c,12d printed on the ceramic 14c,14d.
- the ceramic is a non-porous ceramic so that, as in the third embodiment of the figure 6 , vaporization takes place at the level of the ceramic 14c,14d which is heated by the resistive circuit 12c,12d.
- the ceramic 14c is flat, rectangular in shape, and the resistive circuit 12c is printed on at least one of the main faces of the ceramic 14c, preferably on its two opposite faces.
- the 14d ceramic is tubular, defining a hollow central channel 22d, the resistive circuit 12d being printed on the longitudinal outer face of the tubular ceramic 14d.
- the resistive circuit 1 2d is sinusoidal in shape around the entire periphery of the tubular ceramic 14d.
- through-holes 23d are provided throughout the entire thickness of the tubular ceramic 14d to generate the airflow necessary for vaporizing the liquid under the effect of user suction. These through-holes 23d extend in a straight line between two parallel sections of the resistive circuit 12d.
- the ceramic 14c,14d presents the function of mechanical support for the resistive circuit.
- the non-porous ceramic of the third, fourth and fifth variants can be made of aluminium oxide Al 2 O 3 or of any other ceramic known to a person skilled in the art.
- the vaporization unit of the invention comprising a ceramic and a heating element, and devoid of any fibrous element, has the advantage of not containing any perishable element such as fibrous elements, for example cotton.
- the vaporization unit of the invention when used in the electronic cigarette as described with reference to the figures 1 to 4
- the perishable components, such as the fibrous element impregnated with the vaporizing liquid, are housed in the removable cartridge.
- the e-cigarette's functionality is not affected, as the liquid-impregnated fibrous element acts as a buffer between the vaporizing liquid and the heating element.
- the use of ceramic prevents the persistence of previous e-liquid flavors, which is particularly beneficial in e-cigarettes with removable cartridges, where it is easy to change flavors as you change cartridges.
- vaporization unit being made solely of resistance/printed circuit board and ceramic, and a cartridge containing only the liquid to be vaporized, possibly impregnated in a fibrous element.
Landscapes
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
Abstract
L'invention porte principalement sur une unité de vaporisation pour cigarette électronique, qui est caractérisée en ce qu'elle comporte un élément chauffant (12a) destiné à être alimenté électriquement et une céramique poreuse (14a) ou non poreuse en contact surfacique avec l'élément chauffant (12a), l'unité de vaporisation (11a) étant dépourvue de tout matériau fibreux.L'invention porte également sur une cigarette électronique comprenant un corps fixe (2) et une cartouche (3) qui renferme le liquide à vaporiser et qui est amoviblement montée sur le dit corps fixe (2), et qui est essentiellement caractérisée en ce que le corps fixe (2) comporte une enclave de réception de la cartouche (7), une batterie d'alimentation (4) et une unité de vaporisation (11a) telle que précédemment indiquée située dans l'enclave de réception de la cartouche (7) et comprenant un élément chauffant (12) alimenté électriquement par la batterie (4) et un élément de transfert de fluide (14), en ce que la cartouche (3) comprend une sortie d'air (21) débouchant sur un canal d'aspiration (20) et un réservoir de liquide à vaporiser (16) entourant le canal d'aspiration (20), et en ce que la cartouche amovible (3) et le corps fixe (2) sont configurés pour que le réservoir de liquide à vaporiser (15) s'agence en connexion fluidique avec l'élément de transfert de fluide (14) de l'unité de vaporisation (11) du corps fixe (2) lorsque la capsule (3) est montée sur le corps fixe (3), et pour que le canal d'aspiration (20) de la cartouche (3) s'agence en connexion fluidique avec l'unité de vaporisation (11) du corps fixe (2) lorsque la cartouche (3) est montée sur le corps fixe (2).
Description
- L'invention s'inscrit dans le domaine des cigarettes électroniques.
- L'invention concerne plus particulièrement une unité de vaporisation permettant d'augmenter substantiellement sa durée de vie tout en améliorant l'expérience utilisateur.
- Les cigarettes électroniques sont une alternative aux cigarettes classiques. Au lieu de générer une fumée de combustion, ces dispositifs vaporisent un liquide qui peut être inhalé par l'utilisateur. Le liquide comprend généralement une substance formant un aérosol, telle que la glycérine ou le propylène glycol, qui crée la vapeur. Les autres substances courantes présentes dans le liquide peuvent être de la nicotine et/ou divers arômes.
- De façon connue, une cigarette électronique comprend un embout buccal, un réservoir de liquide et une unité d'alimentation électrique, le plus souvent une batterie. La vaporisation est générée par une unité de vaporisation qui comprend généralement un élément chauffant telle qu'une résistance, qui peut être sous la forme d'un serpentin qui entoure un élément de transfert de fluide le plus souvent constitué d'une matière fibreuse, ou d'une résistance qui s'étend dans l'épaisseur de l'élément de transfert de fluide. La vaporisation se produit lorsque l'élément chauffant chauffe le liquide contenu dans l'élément de transfert de fluide jusqu'à ce que le liquide se transforme en vapeur.
- On définit trois types de cigarettes électroniques :
- les systèmes ouverts qui comportent un réservoir de liquide remplissable et une résistance remplaçable, la durée de vie de ces cigarettes électroniques dépendant uniquement de la durée de vie de la batterie,
- les cigarettes à usage unique qui sont jetées une fois que tout le liquide contenu dans le réservoir a été vaporisé, et
- les cigarettes à cartouches qui comportent un corps fixe renfermant la batterie d'alimentation, et une cartouche amovible et remplaçable comportant un réservoir de liquide et l'unité de vaporisation.
- Dans toutes ces configurations, la résistance est alimentée en liquide par effet de capillarité résultant de la présence de l'élément de transfert de fluide fibreux.
- Classiquement, les éléments de transfert de fluide fibreux sont faits de coton qui s'imbibe de liquide en assurant le transfert du liquide depuis le réservoir de liquide jusqu'à la résistance.
- Mais les éléments fibreux, tels que le coton, sont sujets à détérioration par brûlure ou encrassement du liquide ou de résidus du liquide chauffé, ce qui diminue substantiellement la durée de vie de l'unité de vaporisation. En outre, lorsque la saveur est modifiée, le liquide contenu dans le coton met un certain temps à être totalement remplacé par le nouveau liquide, il subsiste alors pour l'utilisateur l'impact de la saveur précédente.
- S'ajoute à ces problèmes tenant à l'unité de vaporisation la question du caractère recyclable des cigarettes électroniques. En effet, les cigarettes à usage unique et à cartouche amovible présentent un inconvénient majeur en termes de recyclage puisque les composants jetés comportent à la fois des éléments électroniques et des éléments fibreux et liquides. En outre, les cartouches sont coûteuses à fabriquer en raison de l'agencement à élaborer entre l'unité de vaporisation et le réservoir de liquide.
- L'invention vise donc à pallier les inconvénients précités en proposant une unité de vaporisation à durée de vie augmentée et à expérience utilisateur amélioré, ainsi qu'une cigarette électronique incluant une telle unité de vaporisation permettant l'élaboration d'une nouvelle génération de cigarette électronique moins coûteuse à la fabrication, simple d'utilisation, recyclable et à durée de vie et expérience utilisateur améliorées.
- À cet effet, l'invention porte sur une unité de vaporisation pour cigarette électronique, qui est essentiellement caractérisée en ce qu'elle comporte un élément chauffant destiné à être alimenté électriquement et une céramique poreuse ou non poreuse en contact surfacique avec l'élément chauffant, l'unité de vaporisation étant dépourvue de tout matériau fibreux.
- L'unité de vaporisation de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- l'unité de vaporisation comporte un élément chauffant central, entouré au moins partiellement par une céramique poreuse ou non poreuse.
- l'unité de vaporisation présente une forme cylindrique, l'élément chauffant s'étend longitudinalement en définissant un canal central creux, et la céramique est une céramique poreuse de forme tubulaire qui entoure l'élément chauffant.
- la céramique poreuse présente une porosité supérieure à 20% en masse, de préférence comprise entre 50 et 60% en masse.
- alternativement, l'unité de vaporisation présente une forme cylindrique, l'élément chauffant s'étend longitudinalement en définissant un canal central creux, et la céramique est une céramique non poreuse de forme tubulaire qui entoure l'élément chauffant et présente au moins une lumière traversante jusqu'à l'élément chauffant ménagée au niveau de sa paroi longitudinale.
- la céramique non poreuse tubulaire présente une pluralité de lumières traversantes jusqu'à l'élément chauffant.
- alternativement, l'élément chauffant est un circuit résistif imprimé sur la céramique.
- dans cette dernière configuration, la céramique est avantageusement non poreuse.
- dans une autre alternative de réalisation, la céramique est de forme tubulaire, le circuit résistif est imprimé sur sa face extérieure et elle présente au moins une lumière traversante.
- dans une autre alternative de réalisation, la céramique est plane, ét le circuit résistif est imprimé au moins sur l'une de ses faces principales.
- L'invention porte également sur une cigarette électronique comprenant un corps fixe et une cartouche qui renferme le liquide à vaporiser et qui est amoviblement montée sur le dit corps fixe, et qui est caractérisée en ce que le corps fixe comporte une enclave de réception de la cartouche, une batterie d'alimentation et une unité de vaporisation telle que précédemment définie, située dans l'enclave de réception de la cartouche et comprenant un élément chauffant alimenté électriquement par la batterie et un élément de transfert de fluide, en ce que la cartouche comprend une sortie d'air débouchant sur un canal d'aspiration, et un réservoir de liquide à vaporiser entourant le canal d'aspiration, et en ce que la cartouche amovible et le corps fixe sont configurés pour que le réservoir de liquide à vaporiser s'agence en connexion fluidique avec l'élément de transfert de fluide de l'unité de vaporisation du corps fixe lorsque la capsule est montée sur le corps fixe, et pour que le canal d'aspiration de la cartouche s'agence en connexion fluidique avec l'unité de vaporisation du corps fixe lorsque la cartouche est montée sur le corps fixe.
- La cigarette électronique de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- au moins une partie de l'unité de vaporisation du corps fixe débouche au niveau d'un siège de réception du réservoir de liquide à vaporiser.
- l'enclave de réception de la cartouche comporte un canal central délimitant le siège de réception du réservoir de liquide à vaporiser, et l'unité de vaporisation est agencée dans le canal central, une partie de l'unité de vaporisation débouchant au niveau du siège de réception du réservoir de liquide à vaporiser.
- la partie supérieure du canal central est dans le prolongement du canal d'aspiration de la cartouche amovible lorsque cette dernière est montée sur le corps fixe.
- au moins une partie de l'unité de vaporisation débouche vers ou au niveau du siège de réception du réservoir de liquide à vaporiser au moyen d'au moins un orifice réalisé dans le canal central.
- l'unité de vaporisation s'étend coaxialement dans le canal central.
- le réservoir de liquide à vaporiser est fait d'un matériau fibreux ou poreux imbibé de liquide à vaporiser.
- l'unité de vaporisation est amoviblement montée sur le corps fixe.
- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure annexée :
- La
figure 1 est une vue schématique en coupe de la cigarette électronique de l'invention selon une première alternative lorsque la cartouche est logée dans le corps fixe en définissant une position d'utilisation, le corps fixe comprenant une unité de vaporisation selon une première variante de réalisation ; - La
figure 2 est une vue schématique en coupe de la cigarette électronique de l'invention selon la première alternative lorsque la cartouche est déconnectée du corps fixe pour être remplacée ; - La
figure 3 est une vue schématique en coupe de la cigarette électronique de l'invention selon une seconde alternative lorsque la cartouche est logée dans le corps fixe en définissant une position d'utilisation, le corps fixe comprenant une unité de vaporisation selon une deuxième variante de réalisation ; - La
figure 4 est une vue schématique en coupe de la cigarette électronique de l'invention selon la seconde alternative lorsque la cartouche est déconnectée du corps fixe pour être remplacée ; - La
figure 5 est une vue en perspective de l'unité de vaporisation de l'invention selon la deuxième variante de réalisation dans laquelle la résistance est montée en spirale et entourée d'une céramique poreuse tubulaire ; - La
figure 6 est une vue en perspective de l'unité de vaporisation de l'invention selon une troisième variante de réalisation dans laquelle la résistance est montée au coeur d'une céramique non poreuse tubulaire ; - La
figure 7 est une vue en perspective de l'unité de vaporisation de l'invention selon une quatrième variante de réalisation dans laquelle la résistance est un circuit résistif imprimé sur une céramique de préférence non poreuse et plane ; et - La
figure 8 est une vue en perspective de l'unité de vaporisation de l'invention selon une cinquième variante de réalisation dans laquelle la résistance est un circuit résistif imprimé sur une céramique de préférence non poreuse et tubulaire ; - Il est tout d'abord précisé que sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure.
- Il est également précisé que les figures représentent essentiellement un mode de réalisation de l'objet de l'invention mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de l'invention.
- On décrit en premier lieu la cigarette à cartouche amovible de l'invention intégrant l'unité de vaporisation de l'invention, avant de décrire plus en détail plusieurs variantes de réalisation de l'unité de vaporisation utilisable dans toute type de cigarette électronique.
- Dans la cigarette électronique de l'invention, la cartouche amovible ne comporte pas l'unité de vaporisation et est donc exclusivement constituée du réservoir de liquide (dans l'exemple présenté rempli de coton imbibé de liquide), de l'embout buccal et de sa paroi constitutive extérieure qui peut être en polymère, par exemple en polyester plus facilement recyclable. Selon l'invention, la cartouche amovible peut comporter d'autres éléments mais en aucun cas l'unité de vaporisation.
- Ainsi, la cartouche amovible est plus simple et moins coûteuse à fabriquer, mais surtout, elle présente un caractère recyclable plus important que les cartouches usuellement utilisées puisqu'elle ne comporte aucun élément métallique ni électronique.
- Selon l'invention, l'unité de vaporisation utilisable dans la cigarette électronique des
figures 1 à 4 ou dans tout autre type de cigarette électronique comporte une résistance, une céramique poreuse ou non poreuse et est dénuée de tout élément fibreux tel que du coton. Ainsi, l'unité de vaporisation de l'invention présente une durée de vie bien supérieure aux unités de vaporisation de l'art antérieur et n'est pas soumise au problème de persistance de saveur d'un liquide antérieur. - Lorsque l'unité de vaporisation de l'invention est utilisée avec la cigarette électronique à cartouche amovible, laquelle cartouche ne comporte pas l'unité de vaporisation, le caractère écologique de l'ensemble est encore plus accru puisque non seulement la cartouche est recyclable, mais l'accroissement de la durée de vie de l'unité de vaporisation augmente la durée de vie du corps fixe de la cigarette électronique qui ne dépend quasiment plus que de la durée de vie de la batterie. En outre, dans cette configuration, l'expérience utilisateur est très avantageusement accrue puisque lorsqu'il change de cartouche et de saveur de liquide, la vaporisation s'opère immédiatement avec la nouvelle saveur.
- On se réfère aux
figures 1 à 4 pour décrire la cigarette électronique de l'invention 1,1a selon une première alternative qui comporte un corps fixe 2 et une cartouche amovible 3, ainsi que l'unité de vaporisation 11 de l'invention selon respectivement les première et deuxième variantes de réalisation. - Le corps fixe 2 comprend une batterie 4 formant unité d'alimentation électrique. Le corps fixe 2 est composé de deux parties. Une première partie 5 loge la batterie 4 et la seconde partie 6 comporte une enclave de réception 7 de la cartouche amovible 3 surmontant une zone 18 de connexion électrique avec la cartouche 4.
- L'enclave de réception 7 de la cartouche amovible 3 présente un canal central 13 qui délimite un siège de réception 15 du réservoir de liquide à vaporiser 16. Le canal 13 est ouvert en ses parties extrémales supérieure et inférieure, et s'étend depuis un orifice 10 formé dans la paroi inférieure 9 de l'enclave de réception 7. Le canal central 13 est ainsi en communication avec la seconde partie 6 du corps fixe 2 mais également en partie supérieure avec l'air environnant.
- Selon l'invention, le corps fixe 2 comprend l'unité de vaporisation 11 qui est agencée au sein du canal central 13 dans l'enclave de réception 7 de la cartouche amovible 3.
- Selon ces deux variantes de réalisation, l'unité de vaporisation 11,11a comprend une résistance 12,12a formant élément chauffant qui est située au coeur de l'unité de vaporisation 11,11a et qui est entourée par une céramique poreuse 14,14a.
- Lorsque la cartouche amovible 3 est en position dans le siège de réception, le liquide contenu le réservoir de liquide 16 ou l'élément fibreux imbibé de liquide contenu dans le réservoir 16 assure le rôle de transfert de liquide par capillarité vers l'unité de vaporisation 11 et plus précisément vers la céramique poreuse 14,14a.
- Selon la variante de réalisation des
figures 1 et 2 , l'unité de vaporisation 11 s'étend transversalement au canal 13, la céramique 14 étant en contact avec le liquide à vaporiser par l'intermédiaire le cas échéant du matériau fibreux contenu dans le réservoir de liquide 16. Selon la variante de réalisation desfigures 3 et 4 , l'unité de vaporisation 11a s'étend coaxialement dans et le long du canal 13, la céramique 14a étant également en contact avec le liquide à vaporiser par l'intermédiaire le cas échéant du matériau fibreux contenu dans le réservoir de liquide 16. - Le contact entre la céramique 14,14a et le liquide ou le matériau fibreux du réservoir de liquide 16 peut s'opérer de différentes manières. Comme représenté sur les
figures 1 et 2 , il peut être prévu des orifices traversants 17 dans le canal central 13 permettant à la céramique 14 d'être en contact avec le liquide à vaporiser ou le matériau fibreux contenu dans le réservoir de liquide 16 quand la cartouche amovible 3 est en place sur le corps fixe 2. Cette configuration est plus particulièrement avantageuse lorsque l'unité de vaporisation 11 s'étend transversalement au canal 13. - Alternativement et en référence aux
figures 3 et 4 , compte tenue de la tenue mécanique de la céramique 14a, il peut être prévu que l'unité de vaporisation 11a fasse sailli coaxialement du canal 13, la partie en saillie comportant la résistance, entouré de la céramique poreuse 14a, en contact avec le liquide à vaporiser ou le matériau fibreux contenu dans le réservoir de liquide 16 quand la cartouche amovible 3 est en place sur le corps fixe 2. - La résistance 12 est configurée pour chauffer la céramique 14,14a par chauffage résistif. A cet effet, le matériau de la résistance 12 peut être du titane, de l'acier inoxydable, du nickel, du chrome, de l'aluminium ou leurs alliages.
- La céramique poreuse 14,14a présente une porosité supérieure à 20% en masse et de préférence comprise entre 50 et 60% en masse. La céramique poreuse peut, à titre d'exemple, être réalisée en oxyde d'aluminium Al2O3 qui présente une grande dureté, une forte stabilité thermique et résiste aux hautes températures et à l'abrasion, ou en tout autre céramique poreuse connue de l'homme du métier.
- Dans ces deux configurations, l'effet de capillarité est obtenu par le contact du liquide à vaporiser ou du matériau fibreux ou poreux imbibé de liquide 16 avec la céramique poreuse 14,14a lorsque la cartouche 3 est mise en place sur le corps fixe 2.
- Alternativement, dans un mode de réalisation non représenté, l'enclave de réception 7 ne comporte pas de canal central 13, seule l'unité de vaporisation, par exemple l'unité de vaporisation coaxiale 14a des
figures 3 et 4 , émerge depuis la paroi inférieure 9 de l'enclave de réception 7 en faisant office, en plus d'unité de vaporisation, de canal central. - Il convient de préciser que quel que soit la nature ou la géométrie de l'unité de vaporisation 11,11a, ce qui est essentiel dans le cadre de l'invention c'est qu'une connexion fluidique s'établisse entre le liquide à vaporiser ou le matériau imprégné de liquide à vaporiser contenu dans le réservoir 16 et la céramique poreuse 14,14a.
- En référence aux
figures 1 et 2 , des moyens de connexions électriques 18 sont prévus entre la résistance 12 et la batterie 4. - Dans un mode de réalisation non représenté, l'unité de vaporisation 11,11a peut être montée amoviblement relativement au corps fixe 2. Dans cette alternative, l'unité de vaporisation 11,11a ne fait pas partie de la cartouche amovible 3 mais constitue un élément indépendant amovible de la cigarette électronique de l'invention dont la durée de vie ne dépend plus que de la batterie.
- La cartouche amovible 3 de la cigarette électronique de l'invention 1 comporte une sortie d'air 21 surmontée d'un embout buccal 19, laquelle sortie d'air 21 se prolonge par canal d'aspiration central 20 par lequel le liquide vaporisé est aspiré par l'utilisateur. Alternativement, la cartouche amovible ne comporte pas d'embout buccal 19 lequel peut être une pièce amovible relativement à la cartouche 3 ou déportée. La cartouche amovible 3 comporte un réservoir de liquide 16 entourant et situé de part et d'autre du canal d'aspiration 20.
- Le réservoir de liquide 16 peut contenir du liquide à vaporiser liquide, mais de préférence, le réservoir de liquide 16 est rempli d'un matériau fibreux ou poreux, par exemple du coton, qui est imbibé de liquide à vaporiser.
- Le canal d'aspiration central 20 de la cartouche amovible 2 présente des dimensions coopérantes, de préférence des dimensions qui assurent l'emboîtement du canal d'aspiration central 20 de la cartouche amovible 2 autour du canal central 13 de l'enclave de réception 7 du corps fixe 2. Ainsi, et comme illustré sur les
figures 1 et3 , lorsque la cartouche 3 est insérée dans l'enclave de réception 7, le réservoir de liquide 16 se loge autour et le long du canal central 13 dans lequel se trouve l'unité de vaporisation 11,11a. - En outre, le canal d'aspiration 20 de la cartouche amovible 2 s'agence dans la continuité du canal central 13 de l'enclave de réception 7, et plus particulier de la partie supérieure de ce canal 13 situé au-dessus de l'unité de vaporisation 11,11a, ce dont il résulte que le liquide vaporisé remonte, par aspiration, le long du canal central 13 jusqu'au canal d'aspiration 20 débouchant au niveau de l'embout buccal 19. En d'autres termes, le canal d'aspiration 20 de la cartouche amovible 2 s'agence en connexion fluidique avec l'unité de vaporisation 11,11a pour assurer, par l'utilisateur, l'aspiration du liquide vaporisé.
- Le maintien fixe de la capsule amovible 3 dans l'enclave de réception 7 peut être assuré par des moyens d'encliquetage adaptés non représentés. Mais ce maintien fixe peut également être assuré par l'ajustement coordonné des dimensions de la cartouche amovible 3, et en particulier de sa paroi extérieure relativement à la paroi de l'enclave de réception 7.
- On se réfère aux
figures 5 à 8 pour décrire des variantes de réalisation de l'unité de vaporisation de l'invention comportant de la céramique. Ces unités de vaporisation peuvent être utilisées avantageusement dans la cigarette électronique de l'invention telle que précédemment décrite en référence auxfigures 1 à 4 , ou être utilisées dans tout autre type de cigarette électronique, à condition que la céramique soit mise, en position d'utilisation, au contact du liquide à vaporiser ou d'un matériau imprégné de liquide à vaporiser. - La
figure 5 illustre l'unité de vaporisation 14a montée dans la cigarette électronique desfigures 3 et 4 . L'unité de vaporisation 14a comporte une résistance 12a au coeur de l'unité de vaporisation 11a qui est agencée en spirale en s'étendant longitudinalement et en définissant un canal central creux 22a. La céramique poreuse 14a est en contact surfacique avec la résistance en l'entourant. La céramique poreuse 14a est de forme tubulaire et peut être moulée autour de la résistance 12a. Dans cette variante de réalisation, la vaporisation s'effectue au niveau de la résistance 12a, le liquide à vaporiser pénétrant dans la céramique poreuse 14a, laquelle est en connexion fluidique avec le liquide à vaporiser comme précédemment décrit. - La
figure 6 illustre une troisième variante de l'unité de vaporisation de l'invention dans laquelle la résistance 12b est également au coeur de l'unité de vaporisation 14b en présentant la forme d'un tube grillagé qui définit un canal central creux 22b. La céramique 14b est de forme tubulaire et peut être moulée autour de la résistance 12b. Dans cette variante, la céramique 14b est une céramique non poreuse. La vaporisation s'effectue au niveau de la céramique 14b qui est chauffée par la résistance 12b. On prévoit préférentiellement des lumières traversantes 23b ménagées dans toute l'épaisseur de la céramique tubulaire 14b afin de générer un passage d'air nécessaire à la vaporisation du liquide sous l'effet de l'aspiration de l'utilisateur. Ces lumières traversantes s'étendent parallèlement en arc de cercle tout le long de l'unité de vaporisation, au moins au niveau de la résistance 12b. - Dans les variantes de réalisation des
figures 7 et 8 , l'élément chauffant est un circuit résistif 12c,12d imprimé sur la céramique 14c,14d. De préférence dans ces configurations, la céramique est une céramique non poreuse de sorte que, comme dans la troisième variante de réalisation de lafigure 6 , la vaporisation s'effectue au niveau de la céramique 14c,14d qui est chauffée par le circuit résistif 12c,12d. - Dans la quatrième variante de réalisation de la
figure 7 , la céramique 14c est plane, de forme rectangulaire, et le circuit résistif 12c est imprimé sur au moins l'une des faces principales de la céramique 14c, de préférence sur ses deux faces opposées. - Dans la cinquième variante de réalisation de la
figure 8 , la céramique 14d est tubulaire en définissant un canal central creux 22d, le circuit résistif 12d étant imprimé au niveau de la face externe longitudinale de la céramique tubulaire 14d. Dans cette variante, le circuit résistif1 2d est de forme sinusoïdale sur toute la périphérie de la céramique tubulaire 14d. Comme pour la troisième variante de lafigure 6 , on prévoit préférentiellement des lumières traversantes 23d ménagées dans toute l'épaisseur de la céramique tubulaire 14d afin de générer un passage d'air nécessaire à vaporisation du liquide sous l'effet de l'aspiration de l'utilisateur. Ces lumières traversantes 23d s'étendent de façon rectiligne entre deux parties parallèles du circuit résistif 12d. - Dans la configuration des quatrième et cinquième variantes, la céramique 14c,14d présente la fonction de support mécanique du circuit résistif.
- En outre, lorsqu'une céramique non poreuse est utilisée pour les quatrième et cinquième variantes, la vaporisation s'effectue au niveau de la céramique 14c,14d qui est chauffée par la résistance 12c,12d.
- La céramique non poreuse des troisième, quatrième et cinquième variantes peut être réalisée en oxyde d'aluminium Al2O3 ou en tout autre céramique connue de l'homme du métier.
- L'unité de vaporisation de l'invention comportant une céramique et un élément chauffant, et dépourvue de tout élément fibreux, présente l'avantage de ne pas contenir d'élément périssable tel que les éléments fibreux, par exemple en coton.
- En outre, lorsque l'unité de vaporisation de l'invention est utilisée dans la cigarette électronique telle que décrite en référence aux
figures 1 à 4 , les éléments périssables, par exemple l'élément fibreux imprégné de liquide à vaporiser, sont déportés dans la cartouche amovible 3 ce qui permet d'obtenir une cigarette électronique recyclable, puisque la cartouche amovible 3 ne comporte pas l'unité de vaporisation, mais également plus écologique puisque la durée de vie de l'unité de vaporisation est accrue ce dont il résulte qu'elle sera jetée plus tardivement par l'utilisateur. Le fonctionnement de la cigarette électronique n'en est pas affecté puisque l'élément fibreux imprégné de liquide assure le rôle de matière tampon entre le liquide à vaporiser et la résistance. En outre, l'utilisation de la céramique permet d'éviter la persistance de saveurs de liquide antérieures, ce qui est particulièrement appréciable dans le cas d'une cigarette électronique à cartouche amovible pour laquelle il est aisé de changer de saveur en même temps que de cartouche. - Enfin, les coûts de réalisation sont diminués du fait de l'unité de vaporisation faite uniquement de résistance/circuit imprimé et céramique, et d'une cartouche ne contenant que le liquide à vaporiser, le cas échéant imprégné dans un élément fibreux.
Claims (15)
- Unité de vaporisation pour cigarette électronique, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément chauffant (12,12a,12b,12c,12d) destiné à être alimenté électriquement et une céramique poreuse (14,14a) ou non poreuse (14b,14c,14d) en contact surfacique avec l'élément chauffant (12,12a,12b,12c,12d), l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) étant dépourvue de tout matériau fibreux.
- Unité de vaporisation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément chauffant central (12,12a,12b), entouré au moins partiellement par une céramique poreuse (14,14a) ou non poreuse (14c).
- Unité de vaporisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de vaporisation (11a) présente une forme cylindrique, en ce que l'élément chauffant (12a) s'étend longitudinalement en définissant un canal central creux (22a), et en ce que la céramique est une céramique poreuse (14a) de forme tubulaire qui entoure l'élément chauffant (12a).
- Unité de vaporisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la céramique poreuse (14a) présente une porosité supérieure à 20% en masse, de préférence comprise entre 50 et 60% en masse.
- Unité de vaporisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de vaporisation (11b) présente une forme cylindrique, en ce que l'élément chauffant (12b) s'étend longitudinalement en définissant un canal central creux (22b), et en ce que la céramique est une céramique non poreuse (14b) de forme tubulaire qui entoure l'élément chauffant (12b) et présente au moins une lumière traversante (23b) jusqu'à l'élément chauffant (12b) ménagée au niveau de sa paroi longitudinale.
- . Unité de vaporisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la céramique non poreuse tubulaire (14b) présente une pluralité de lumières traversantes jusqu'à l'élément chauffant (12b).
- Unité de vaporisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément chauffant est un circuit résistif (12c,12d) imprimé sur la céramique (14c, 14d).
- Unité de vaporisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la céramique (14c,14d) est non poreuse.
- Unité de vaporisation selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que la céramique (14d) est de forme tubulaire, en ce que le circuit résistif (12d) est imprimé sur sa face extérieure et en ce qu'elle présente au moins une lumière traversante (23d).
- Unité de vaporisation selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que la céramique (14c) est plane, et en ce que le circuit résistif (12d) est imprimé au moins sur l'une de ses faces principales.
- Cigarette électronique comprenant un corps fixe (2) et une cartouche (3) qui renferme le liquide à vaporiser et qui est amoviblement montée sur le dit corps fixe (2), caractérisée en ce que le corps fixe (2) comporte une enclave de réception de la cartouche (7), une batterie d'alimentation (4) et une unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) selon l'une quelconque des revendications précédentes, située dans l'enclave de réception de la cartouche (7), en ce que la cartouche (3) comprend une sortie d'air (21) débouchant sur un canal d'aspiration (20), et un réservoir de liquide à vaporiser (16) entourant le canal d'aspiration (20), et en ce que la cartouche amovible (3) et le corps fixe (2) sont configurés pour que le réservoir de liquide à vaporiser (15) s'agence en connexion fluidique avec l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) du corps fixe (2) lorsque la capsule (3) est montée sur le corps fixe (3), et pour que le canal d'aspiration (20) de la cartouche (3) s'agence en connexion fluidique avec l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) du corps fixe (2) lorsque la cartouche (3) est montée sur le corps fixe (2).
- Cigarette électronique selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'au moins une partie de l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) du corps fixe (2) débouche au niveau d'un siège de réception (15) du réservoir de liquide à vaporiser (16).
- Cigarette électronique selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enclave de réception de la cartouche (7) comporte un canal central (13) délimitant le siège de réception (15) du réservoir de liquide à vaporiser (16), et en ce que l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11 d) est agencée dans le canal central (13), une partie de l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) débouchant au niveau du siège de réception (15) du réservoir de liquide à vaporiser (16).
- Cigarette électronique selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que au moins une partie de l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) débouche vers ou au niveau du siège de réception (15) du réservoir de liquide à vaporiser (16) au moyen d'au moins un orifice (17) réalisé dans le canal central (13).
- Cigarette électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de vaporisation (11,11a,11b,11c,11d) est amoviblement montée sur le corps fixe (2).
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2024
- 2024-08-08 EP EP24315382.2A patent/EP4691287A1/fr active Pending
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