FR3043310B1 - Dispositif de vaporisation de e-liquide sans meche dans une e-cigarette - Google Patents

Dispositif de vaporisation de e-liquide sans meche dans une e-cigarette Download PDF

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Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de vaporisation de e-liquide, comprenant une zone (7) de vaporisation avec au moins un élément chauffant, une micropompe, un réservoir (5) de e-liquide (6), un accus (3) destiné à alimenter au moins ledit élément chauffant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un corps de chauffe sans mèche. L'invention couvre la e-cigarette intégrant ce dispositif.

Description

La présente invention vise un dispositif de vaporisation de e-liquide sans mèche. L'invention couvre également la e-cigarette obtenue.
On connaît les cigarettes constituées de tabac et dont la combustion dégage une fumée constituée de très nombreux composés et particules organiques dont certains sont nocifs pour la santé.
Des solutions ont été imaginées pour limiter la consommation de cigarettes avec des patchs apposés sur le corps pour diffuser une partie des composés habituels d'une cigarette mais tous les essais se sont heurtés aux obstacles du rituel comportemental, de la convivialité et des sensations procurées par la cigarette.
Un palliatif est proposé sous la forme d’un dispositif nomade, de forme allongée pouvant rappeler une cigarette et comprenant un réservoir d'une composition à vaporiser, une zone de chauffe avec une résistance destinée à vaporiser une fraction de ladite composition avec au moins une mèche, une résistance, un embout buccal, un accus permettant d'alimenter cette résistance en énergie électrique et un interrupteur de commande de ladite résistance étant prévu pour vaporiser à la demande la composition.
La mèche plonge dans le réservoir et la résistance de la zone de chauffe entoure une portion extérieure de la mèche. La montée en température de la résistance assure la vaporisation de la composition. La batterie envoie du courant dans la résistance qui chauffe par effet joule et fait évaporer le liquide contenu sur la mèche, qui est en contact avec le liquide.
Un premier problème concerne la durée de vie de la mèche dont la dégradation est progressive au fur et à mesure de l’utilisation de la e-cigarette, des variations de températures, des dépôts résiduels autour du fil résistif et de la mèche. Dépôts qui varient en fonction de la composition des e-liquides en glycérine. C’est notamment le cas des e-liquides qui ont des goûts sucrés ou gourmands. Ils sont plus visqueux et ont tendance à encrasser plus vite le matériel. L’encrassement de la mèche affecte la diffusion du e-liquide par capillarité, entraîne la surchauffe de la résistance et donne un goût de brûlé. Par ailleurs, ce phénomène de surchauffe entraîne la modification de certains composés thermosensibles des e-liquides, potentiellement nocifs ou irritants pour l’utilisateur.
Le deuxième problème tient au fait que ce type de dispositif laisse le e-liquide en contact direct avec le filament de la résistance. La température du filament peut atteindre 300-400°C et cette montée en température non contrôlée du filament affecte les caractéristiques organoleptiques des e-liquides (changement de couleur, goût de brûlé, ....) et génère potentiellement la formation de composés nocifs ou irritants pour l’utilisateur.
Ce qui amène l’utilisateur à changer régulièrement la résistance et la mèche ou à rincer à l'eau chaude les mèches et à les faire sécher pour réduire la fréquence de changement. Cet entretien régulier peut être un obstacle et engendrer une certaine lassitude qui conduit l'utilisateur à un retour à la cigarette traditionnelle.
Le troisième problème des e-cigarettes qui contiennent une mèche tient au fait que tout le e-liquide distribué par capillarité ou pompage n’est pas complètement mis en vapeur. Bien que des solutions existent pour doser la quantité de e-liquide distribué à la mèche, la quantité de e-liquide mis en vapeur n’est pas maîtrisable. En raison de cette imprécision, le consommateur ne peut pas connaître la quantité exacte de nicotine qu’il inhale et ça empêche l’utilisation de la e-cigarette comme moyen de délivrance des substances nutritives, cosmétiques ou thérapeutiques.
La présente invention propose un système de vaporisation comprenant un corps de chauffe du e-liquide sans mèche.
La présente invention est décrite selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent : -Figure 1 : une vue schématique d'une e-cigarette selon l’art antérieur, -Figure 2 : vue schématique d'une e-cigarette selon la présente invention, -Figure 3 : vue schématique du corps de chauffe comportant un tube chauffant, -Figure 4 : vue schématique du corps de chauffe comportant un tube chauffant en fonctionnement -Figure 5 : vue schématique du corps de chauffe comportant une sphère chauffante, -Figure 6 : vue schématique du corps de chauffe comportant une sphère chauffante, en fonctionnement -Figure 7 : vue schématique du corps de chauffe comportant des plaques chauffantes, -Figure 8 : vue schématique du corps de chauffe comportant des plaques chauffantes, en fonctionnement
Sur la figure 1 décrivant l’art antérieur, la e-cigarette 1 comprend un carter 4 de la forme d'un porte cigarette, cylindrique, allongé pour donner un exemple. Ce carter reçoit un accus 3, un interrupteur 10 associé audit accus et en saillie du carter 4, accessible sur la surface extérieure par l'utilisateur. Une résistance 8 est reliée à l'accus par des fils d'alimentation, avec interposition de l'interrupteur 10 sur le circuit électrique.
Cette résistance entoure une mèche 9 dont au moins une extrémité plonge dans un réservoir 5 de e-liquide 6. Le système de vaporisation dans ce cas est constitué de la mèche et de la résistance.
Des joints, non représentés, assurent l'étanchéité autour des passages de mèche à travers les parois du réservoir 5.
Enfin, un tube 11 d'aspiration, de petit diamètre, traverse le réservoir en son centre pour relier la zone de vaporisation (7) avec sa résistance 8 et l'embout buccal 2, de type connu, que l'utilisateur porte en bouche.
Selon la présente invention, le dispositif de vaporisation de e-liquide d'une e-cigarette, comprend une zone 7 de vaporisation, un réservoir 5 de e-liquide 6, un accus 3 destiné à alimenter au moins ladite zone de vaporisation, et est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une micro pompe 12 qui distribue le e-liquide 6 contenu dans le réservoir 5 sur une zone de vaporisation sans mèche.
Dans la présente invention, il est prévu un réservoir 5 de façon connue mais qui est disposé en partie distale du carter 4, totalement en amont. Le réservoir 5 est destiné à contenir du e-liquide 6. L'architecture se présente donc avec l'embout buccal, la zone de vaporisation l'accus et le réservoir, voire avec une zone d'aspiration en aval de l'accus et en amont de la zone de vaporisation.
Une micro pompe 12 est interposée entre la zone 7 de vaporisation et le réservoir 14.
Cette micro pompe 30 est avantageusement interposée entre ledit réservoir 14 et l'accus 16.
Un premier conduit 14 relie ladite micro pompe 12 au réservoir 5 et un second conduit 15 relie la micro pompe 12 au système de vaporisation sans mèche.
Dans un mode de réalisation préféré, le corps de chauffe comprend un conduit 16 de faible diamètre, entourée par une résistance 8 électrique. Lorsque ladite résistance 8 est alimentée en énergie électrique de façon adaptée, à partir de l'accus 3, le conduit 16 va monter en température de manière instantané et mettre en vapeur 18 le e-liquide présent à l’intérieur du conduit 16 au niveau de la zone 17 de la résistance. Simultanément à l’alimentation de la résistance, la micropompe est alimenté en énergie électrique de façon à distribuer le e-liquide 6 au corps de chauffe via le conduit 15. Les conduits 15 et 16 sont reliés, avantageusement par un sertissage. Ledit e-liquide est, instantanément mis en vapeur lorsqu’il rentre en contact avec le tube 16 au niveau de la zone 17 de la résistance 8. Avantageusement, le e-liquide n’est jamais en contact avec la résistance 8 électrique mais uniquement avec le conduit 16. Ce conduit 16 peut être constitué en différents matériaux mais avantageusement en matériaux aux capacités de conduction thermiques.
La micro pompe 12 est également équipée d'une carte électronique 13 comprenant un microprocesseur de façon à calculer la quantité de e-liquide distribuée, le débit, la consommation journalière et de déterminer tout autre information nécessaire ou complémentaire moyennant la connectique nécessaire comme la charge accus par exemple, la température, la durée d'utilisation ou d'avertir l'utilisateur d'un tirage trop agressif etc.
Il est possible de prévoir également des moyens de communication pour rendre la càrte électronique 13 connectée avec des dispositifs de visualisation et de programmation externes, de façon à piloter ladite micro pompe ou la température de la résistance par exemple un téléphone portable, un ordinateur, une tablette ou une montre connectée. Il est alors possible de programmer la e-cigarette aisément. De même un écran permet la visualisation.
La micro pompe 12 est alimentée en énergie par l'accus 3, comme la résistance.
Il existe de nombreux types de pompes susceptibles de convenir comme les micro pompes à membrane, électrostatiques, électromagnétiques, thermo-pneumatiques, à changement de phases, bimétalliques ou à alliage à mémoire de forme. Néanmoins, une pompe convenant particulièrement à la présente invention est une pompe piézoélectrique à diaphragme.
De telles micro pompes piézoélectriques sont de très petites dimensions par exemple 30 mm x 15mm x 3,8 mm et consomment peu d'énergie moins de 200 mW.
Une telle pompe est ajustable en débit grâce à un pilotage en fréquence puisque le diaphragme est actionné avec une plus ou moins grande fréquence et donc le nombre de remplissages de la chambre définie par la membrane par unité de temps détermine le débit.
On constate que le dosage de e-liquide est ainsi parfaitement maîtrisé et il est possible de mesurer le volume de e-liquide distribué mais aussi de le programmer.
Le réservoir se trouvant dans l'agencement préféré retenu, en partie inférieure du carter 4, le e-liquide n'a pas à subir les pics de chaleur de la zone de vaporisation. 11 est à noter que tous les joints présents dans les e-cigarettes pour éviter un écoulement de e-liquide peuvent être supprimés au profit d'un pilotage de la micro pompe. En effet, lorsque la pompe a terminé l'alimentation du corps de chauffe avec une dose donnée, l’ensemble du e-liquide est vaporisé avec aucun risque d’écoulement en dehors du conduit 16.
La micro pompe peut être disposée en tout lieu du carter 4 sans modifier la présente invention, autre qu'au droit de la zone de vaporisation. C'est ainsi que les problèmes soulevés en préambule seraient résolus dans le cas d'un positionnement du réservoir 5 et de la micro pompe 12 de e-liquide 6 entre l'accus 3 et la zone 7 de vaporisation. L'invention couvre également la e-cigarette qui comprend un carter 4, et dans l'ordre aval vers l'amont un embout buccal 2, une zone 7 de vaporisation, un accus 3, la micro pompe 12 et le réservoir 5 de e-liquide 6.
En variante, L'invention couvre la e-cigarette qui comprend un carter 4, et dans l'ordre aval vers l'amont un embout buccal 2, une zone 7 de vaporisation, la micro pompe 12 et le réservoir 5 de e-liquide 6 et un accus 3.
De façon avantageuse, le carter 4 peut disposer d'un écran tactile ou à menus pour programmer directement la e-cigarette.
Le e-liquide du réservoir n'est plus soumis à la chaleur récurrente de la zone de vaporisation.
La quantité de e-liquide vaporisée est dosée et contrôlée. L'utilisateur peut parfaitement contrôler et vérifier sa consommation de e-liquide. L'agencement est donc particulièrement adapté à l’utilisation de la e-cigarette soit comme palliatif à la cigarette soit comme dispositif ludique et de plaisir.
Dans une variante du corps de chauffe, ledit système comprend une sphère chauffante 20 à l’extrémité du conduit 15. Avantageusement cette sphère est microperforée 24 de manière à laisser passer la vapeur. Un isolant thermique 21 est avantageusement placé autour du conduit 15 au niveau de la zone de contact avec la sphère chauffante 20. Lorsque l’utilisateur appuie sur l’interrupteur 10, il déclenche le fonctionnement de la micropompe 12 qui permet de pousser le e-liquide 6 en dehors du conduit 15 jusqu’à former une goutte 22. Goutte 22 qui finira par tomber avec l’action de la micropompe 12 et s’aplatir 23 dans la sphère chauffante 16. Au contact de la sphère chauffante, le e-liquide 6 est mis en vapeur 18 de manière instantanée. L'invention couvre également toute autre forme qu’une sphère 20, notamment, un cube, une pyramide, etc....
Dans une autre variante du corps de chauffe, ledit système comprend 2 plaques chauffantes 25-1 et 25-2 rapprochées délimitant un espace dans lequel le conduit 15 va y déboucher. Lorsque l’utilisateur appuie sur l’interrupteur 10, il déclenche le fonctionnement de la micropompe 12 qui permet de pousser le e-liquide 6 entre les deux plaques chauffantes 25-1 et 25-2. Au contact de ces plaques chauffantes 25-1 et 25-2, le e-liquide est mis en vapeur 18 de manière instantanée.
Dans les variantes présentées, l’invention couvre également tous les moyens permettant d’augmenter la surface d’échange entre le e-liquide et les surface chauffantes. Des plaques, lamelles, fils, etc..., peuvent être adjointes au corps de chauffe constitué par le tube, la sphère ou les plaques pour en augmenter la surface d’échange.
Dans les variantes présentées, la chaleur est induite par une résistance. L’invention couvre également une induction de la chaleur par un système à induction.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de vaporisation de e-liquide telle qu'une cigarette électronique, comprenant une zone (7) de vaporisation, un réservoir (5) de e-liquide (6), un accus (3) destiné à alimenter au moins ladite zone de vaporisation, comprenant au moins une micro pompe (12) qui distribue le e-liquide (6) contenu dans le réservoir (5) sur une zone de vaporisation sans mèche comprenant un corps de chauffe avec un conduit (15) de distribution de e-liquide (6), caractérisé en ce que le corps de chauffe (16) comprend un volume chauffant (20).
  2. 2. Dispositif de vaporisation de e-liquide telle qu'une cigarette électronique, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume chauffant (20) est une sphère, un cube ou une pyramide.
  3. 3. Dispositif de vaporisation de e-liquide telle qu'une cigarette électronique, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un isolant thermique (21) autour du conduit (15) au niveau de la zone de contact avec le volume chauffant (20).
  4. 4. Dispositif de vaporisation de e-liquide telle qu'une cigarette électronique, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une carte électronique (13) de pilotage de la micro pompe.
  5. 5. Dispositif de vaporisation de e-liquide telle qu'une cigarette électronique, selon la revendication 4, caractérisé en ce que la carte électronique (13) est programmable.
  6. 6. Dispositif de vaporisation de e-liquide telle qu'une cigarette électronique, selon la revendication 5, caractérisé en ce que la carte électronique (13) est connectée à des dispositifs externes de visualisation et de programmation.
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