RU2784395C2 - Liquid-drop aerosol generation system (options) - Google Patents
Liquid-drop aerosol generation system (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784395C2 RU2784395C2 RU2020117405A RU2020117405A RU2784395C2 RU 2784395 C2 RU2784395 C2 RU 2784395C2 RU 2020117405 A RU2020117405 A RU 2020117405A RU 2020117405 A RU2020117405 A RU 2020117405A RU 2784395 C2 RU2784395 C2 RU 2784395C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerosol
- perforated plate
- generating system
- aerosol generating
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 339
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 109
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000008263 liquid aerosol Substances 0.000 abstract description 3
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 abstract 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 6
- 229960002715 Nicotine Drugs 0.000 description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 229930015196 nicotine Natural products 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 4
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N Triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 description 4
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N butylene glycol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium Ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- -1 glycerol mono- Chemical class 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 2
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-M triacetate(1-) Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC([O-])=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, содержащим перфорированную пластину, расположенную между генератором аэрозоля и выпускным отверстием для потока воздуха. Настоящее изобретение относится также к системам, генерирующим аэрозоль, в том числе, и к цепи зарядки аэрозоля, содержащей электрод, расположенный для сообщения с аэрозолем по текучей среде.The present invention relates to aerosol generating systems comprising a perforated plate positioned between the aerosol generator and an airflow outlet. The present invention also relates to aerosol generating systems, including an aerosol charging circuit comprising an electrode located in fluid communication with the aerosol.
Из уровня техники известны устройства для генерирования аэрозолей для вдыхания пользователем. Такие системы обычно нагревают жидкость, чтобы испарять жидкость и образовывать аэрозоль. Такие устройства обычно содержат часть для хранения жидкости или резервуар для хранения запаса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, или жидкости для электронных сигарет, а также нагреватель для нагревания жидкости для электронных сигарет, чтобы генерировать аэрозоль. Такие устройства также содержат путь потока воздуха, сообщающийся с нагревателем так, чтобы аэрозоль мог проходить по пути потока воздуха и доставляться пользователю.Prior art devices for generating aerosols for inhalation by the user. Such systems typically heat a liquid to vaporize the liquid and form an aerosol. Such devices typically include a liquid storage portion or reservoir for storing a supply of aerosol-forming liquid substrate or electronic cigarette liquid, and a heater for heating the electronic cigarette liquid to generate an aerosol. Such devices also include an air flow path in communication with the heater so that the aerosol can travel along the air flow path and be delivered to the user.
Качество аэрозоля, который генерируется известными устройствами, можно оценить, используя ряд различных факторов. Факторы могут включать в себя количество генерируемого аэрозоля, плотность капель в аэрозоле, температуру аэрозоля и скорость доставки аэрозоля.The quality of the aerosol that is generated by known devices can be assessed using a number of different factors. Factors may include the amount of aerosol generated, the density of the droplets in the aerosol, the temperature of the aerosol, and the rate of delivery of the aerosol.
EP 3 200 559 A2 раскрывает сменный распылительный блок, включающий в себя распыляющее устройство. Распылительный узел содержит корпус и нагревательное устройство, расположенное в корпусе. Корпус имеет цилиндрическую форму и имеет впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха на двух противоположных концах. Нагревательное устройство расположено между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха. Деталь электрического соединения дополнительно предусмотрена на нижнем конце корпуса и предназначена для соединения двух выводов нагревательного элемента. Корпус определяет по меньшей мере одно впускное отверстие для жидкости. Между нагревательным устройством и выпускным отверстием для воздуха располагается фильтрующая сетка. Фильтрующая сетка предназначена для предотвращения попадания в мундштук крупных капель жидкости, которые не распылены должным образом.EP 3 200 559 A2 discloses a replaceable spray unit including a spray device. The spray unit contains a housing and a heating device located in the housing. The body is cylindrical in shape and has an air inlet and an air outlet at two opposite ends. The heating device is located between the air inlet and the air outlet. An electrical connection part is additionally provided at the lower end of the housing and is designed to connect two terminals of the heating element. The housing defines at least one fluid inlet. There is a filter mesh between the heating device and the air outlet. The filter mesh is designed to prevent large droplets of liquid that are not properly atomized from entering the mouthpiece.
US 5 267 555 A раскрывает являющееся наиболее близким аналогом устройство, содержащее трубчатый корпус, который включает в себя входную секцию, в которую может быть введен отмеренный поток влажного лекарственного аэрозоля. Корпус также включает выпускную секцию, которая может быть соединена со ртом пациента или соответствующим каналом, идущим ко рту, отделенным сужением или центральной перегородкой, включая коническую внутреннюю стенку, которая образует отверстие между входной и выходной секциями, и имеет тенденцию к увеличению скорости частиц аэрозоля, когда они проходят через ионное поле, которое создается внутри круглого электрода, установленного в перегородке и подвергаемого воздействию потока газа и аэрозоля через отверстие. Соединительная трубка проходит сбоку от корпуса и соединяет с ней трубопровод или шланг, который обеспечивает подачу воздуха для сушки из подходящего источника, а также содержит изолированный провод высокого напряжения и изолированный провод заземления. Вывод и провод заземления подключены к генератору высокого напряжения, а провод заземления подключен к круглому электроду, в то время как вывод высокого напряжения заканчивается на конце электрода, который расположен по существу коаксиально с круглым электродом на входной стороне отверстия.US 5 267 555 A discloses the most closely related device comprising a tubular body that includes an inlet section into which a metered stream of wet drug aerosol can be introduced. The housing also includes an outlet section that can be connected to the patient's mouth or a corresponding channel leading to the mouth, separated by a constriction or central baffle, including a conical inner wall that forms an opening between the inlet and outlet sections, and tends to increase the speed of aerosol particles, when they pass through the ion field that is created inside a circular electrode mounted in a baffle and exposed to the flow of gas and aerosol through the hole. A connection tube extends to the side of the housing and connects to it with a piping or hose that supplies the drying air from a suitable source and contains an insulated high voltage wire and an insulated ground wire. The lead and ground wire are connected to the high voltage generator and the ground wire is connected to the round electrode, while the high voltage lead terminates at the end of the electrode which is substantially coaxial with the round electrode on the input side of the hole.
Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, которая облегчает доставку аэрозоля, что может обеспечить улучшенные ощущения пользователя. Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, которая облегчает стабильную доставку аэрозоля.It would be desirable to provide an aerosol generating system that facilitates delivery of the aerosol, which can provide an improved user experience. It would be desirable to provide an aerosol generating system that facilitates stable aerosol delivery.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая кожух, в котором образовано выпускное отверстие для потока воздуха, и жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Система также содержит генератор аэрозоля, выполненный с возможностью образования аэрозоля из жидкого субстрата, образующего аэрозоль, а также перфорированную пластину, расположенную между генератором аэрозоля и выпускным отверстием для потока воздуха. В перфорированной пластине образовано множество отверстий, проходящих через перфорированную пластину. According to a first aspect of the present invention, an aerosol generating system is provided, comprising a casing in which an air flow outlet is formed and an aerosol-generating liquid substrate. The system also includes an aerosol generator configured to generate an aerosol from the aerosol-forming liquid substrate, as well as a perforated plate located between the aerosol generator and the air flow outlet. The perforated plate is formed with a plurality of holes passing through the perforated plate.
В контексте настоящего документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль, или других средств для образования аэрозоля. Надлежащий субстрат может иметь жидкую форму, такую как жидкость для электронных сигарет. In the context of this document, the term "aerosol-forming substrate" means a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds can be released by heating the aerosol-forming substrate or other aerosol-forming means. A suitable substrate may be in liquid form, such as e-liquid.
Авторы настоящего изобретения определили, что свойством аэрозоля, которое может влиять на ощущения пользователя, является средний размер капель аэрозоля. В частности, авторы настоящего изобретения определили, что аэрозоль, содержащий средний размер капель, который является слишком большим, может отрицательным образом влиять на ощущения пользователя.The inventors of the present invention have determined that an aerosol property that can influence the user's experience is the average size of the aerosol droplets. In particular, the present inventors have determined that an aerosol containing an average droplet size that is too large may adversely affect the user's experience.
Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат перфорированную пластину между генератором аэрозоля и выпускным отверстием для потока воздуха. Поэтому в процессе использования аэрозоль, произведенный генератором аэрозоля, должен пройти через перфорированную пластину перед тем, как его можно будет вдохнуть. Преимущественно не допускается прохождение через перфорированную пластину никаких капель аэрозоля, которые больше, чем отверстия в перфорированной пластине. Поэтому преимущественно перфорированная пластина может быть выполнена с возможностью ограничения максимального размера капель аэрозоля, доставляемого пользователю. Например, капля аэрозоля, которая больше, чем отверстие в перфорированной пластине, может блокироваться пластиной, в которой образовано каждое отверстие.The aerosol generating systems of the present invention comprise a perforated plate between the aerosol generator and the airflow outlet. Therefore, during use, the aerosol produced by the aerosol generator must pass through the perforated plate before it can be inhaled. Advantageously, no aerosol droplets larger than the holes in the perforated plate are allowed to pass through the perforated plate. Therefore, the advantageously perforated plate can be configured to limit the maximum droplet size of the aerosol delivered to the user. For example, an aerosol drop that is larger than a hole in a perforated plate may be blocked by the plate in which each hole is formed.
Преимущественно при контроле максимального размера капель аэрозоля, который генерируется системой, генерирующей аэрозоль, перфорированная пластина может облегчать стабильную доставку аэрозоля пользователю. Стабильный размер капель аэрозолей, предоставляемых системами, генерирующими аэрозоль, согласно настоящему изобретению обеспечивает стабильные ощущения пользователя.Advantageously, by controlling the maximum size of the aerosol droplets that is generated by the aerosol generating system, the perforated plate can facilitate stable delivery of the aerosol to the user. The stable droplet size of the aerosols provided by the aerosol generating systems of the present invention provides a consistent user experience.
Перфорированная пластина может содержать листовой материал, содержащий множество отверстий, проходящих через листовой материал. Листовой материал может быть единым элементом. Множество отверстий может быть образовано в листовом материале с помощью любого подходящего технологического процесса. Множество отверстий может быть образовано с помощью по меньшей мере одного из сверления, пробивания, лазерной перфорации и электронно-искровой обработки. The perforated plate may include a sheet material containing a plurality of holes passing through the sheet material. The sheet material may be a single element. The plurality of apertures may be formed in the sheet material by any suitable manufacturing process. The plurality of holes may be formed by at least one of drilling, punching, laser perforating, and electron spark processing.
Перфорированная пластина может иметь многослойную конструкцию, образованную из нескольких элементов, в которых совместно образовано множество проходов, проходящих через конструкцию, причем множество проходов формирует множество отверстий. Перфорированная пластина может содержать множество продолговатых элементов, соединенных так, что они образуют планарную многослойную конструкцию. Перфорированная пластина может содержать массив нитей или жил, причем каждое из множества отверстий образовано проходом, образованным между последовательными нитями или жилами.The perforated plate may have a multi-layer structure formed from several elements in which a plurality of passages are jointly formed passing through the structure, the plurality of passages forming a plurality of holes. The perforated plate may comprise a plurality of elongated elements connected so that they form a planar sandwich structure. The perforated plate may comprise an array of filaments or strands, each of the plurality of holes being formed by a passage formed between successive filaments or strands.
Массив нитей может быть образован множеством параллельных нитей, которые образуют между собой продолговатые отверстия. В контексте данного документа термин «параллельный» означает «по существу параллельный», в пределах плюс или минус 10 градусов, предпочтительно в пределах плюс или минус 5 градусов. Предпочтительно массив нитей образован первым множеством параллельных нитей и вторым множеством параллельных нитей, причем первое множество нитей является перпендикулярным второму множеству нитей. Множество отверстий может представлять собой решетку с отверстиями. Предпочтительно первое множество параллельных нитей и второе множество параллельных нитей находятся в одной плоскости.The array of filaments may be formed by a plurality of parallel filaments which form elongated holes between them. In the context of this document, the term "parallel" means "substantially parallel", within plus or minus 10 degrees, preferably within plus or minus 5 degrees. Preferably, the filament array is formed by a first plurality of parallel filaments and a second plurality of parallel filaments, the first plurality of filaments being perpendicular to the second plurality of filaments. The plurality of holes may be an array of holes. Preferably, the first plurality of parallel threads and the second plurality of parallel threads are in the same plane.
Предпочтительно каждая из нитей, которая образует перфорированную пластину, имеет максимальную толщину от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 500 микрометров. Преимущественно, при условии, что нити имеют максимальную толщину в указанном диапазоне, они могут блокировать большие капли аэрозоля.Preferably, each of the filaments that forms the perforated plate has a maximum thickness of from about 10 micrometers to about 500 micrometers. Advantageously, provided that the filaments have a maximum thickness in the specified range, they can block large aerosol droplets.
Перфорированная пластина может содержать сетку. The perforated plate may comprise a mesh.
Генератор аэрозоля может содержать нагреватель. В процессе использования нагреватель испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно нагреватель представляет собой электрический нагреватель.The aerosol generator may include a heater. During use, the heater vaporizes the liquid substrate, forming an aerosol. Preferably the heater is an electrical heater.
Нагреватель может быть резистивным нагревателем.The heater may be a resistance heater.
Нагреватель может быть индукционным нагревателем. Генератор аэрозоля может дополнительно содержать токоприемник, причем индукционный нагреватель выполнен с возможностью индукционного нагревания токоприемника в процессе использования. Индукционный нагреватель может быть расположен вокруг части токоприемника.The heater may be an induction heater. The aerosol generator may further comprise a current collector, wherein the induction heater is configured to inductively heat the current collector during use. An induction heater may be located around a portion of the current collector.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать резервуар, вмещающий жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Резервуар может быть расположен внутри кожуха.The aerosol generating system may include a reservoir containing an aerosol generating liquid substrate. The reservoir may be located inside the casing.
Генератор аэрозоля может быть расположен на выпускном отверстии резервуара. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать элемент передачи жидкости, приспособленный для передачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара в генератор аэрозоля. Элемент передачи жидкости может содержать по меньшей мере одно из фитиля или капиллярной трубки. The aerosol generator may be located at the outlet of the reservoir. The aerosol generating system may include a fluid transfer element adapted to transfer the aerosol generating liquid substrate from the reservoir to the aerosol generator. The fluid transfer element may comprise at least one of a wick or a capillary tube.
Генератор аэрозоля может содержать сопло в сборе. В процессе использования капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара выбрасываются через сопло. Генератор аэрозоля может содержать пьезоэлектрический компонент. В процессе использования пьезоэлектрический компонент выбрасывает капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через сопло. Сопло находится в сообщении по текучей среде с резервуаром. Сопло может образовывать часть резервуара. Пьезоэлектрический компонент может быть расположен внутри резервуара. Генератор аэрозоля может содержать сетку, закрывающую выпускное отверстие сопла. В процессе использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, проходит через сетку по мере того, как капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, выбрасываются из выпускного отверстия сопла. The aerosol generator may include a nozzle assembly. During use, drops of liquid substrate forming an aerosol are ejected from the reservoir through a nozzle. The aerosol generator may include a piezoelectric component. During use, the piezoelectric component ejects droplets of an aerosol-forming liquid substrate through a nozzle. The nozzle is in fluid communication with the reservoir. The nozzle may form part of the reservoir. The piezoelectric component may be located within the reservoir. The aerosol generator may include a mesh covering the outlet of the nozzle. During use, the aerosol-forming liquid substrate passes through the mesh as drops of the aerosol-forming liquid substrate are ejected from the nozzle outlet.
Предпочтительно каждое отверстие перфорированной пластины имеет максимальную ширину в плоскости, которая определяется перфорированной пластиной. Предпочтительно максимальная ширина каждого отверстия составляет от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Преимущественно капли аэрозоля диаметром более приблизительно 100 микрометров могут быть удалены или могут изменить размер на меньшие капли посредством отверстий, имеющих максимальную ширину менее приблизительно 100 микрометров. Преимущественно отверстия, имеющие максимальную ширину более приблизительно 10 микрометров, могут способствовать прохождению достаточного потока воздуха через перфорированную пластину для уменьшения или сведения к минимуму конденсации капель аэрозоля на перфорированной пластине.Preferably, each aperture of the perforated plate has a maximum in-plane width which is defined by the perforated plate. Preferably, the maximum width of each aperture is from about 10 micrometers to about 100 micrometers. Advantageously, aerosol droplets larger than about 100 micrometers in diameter can be removed or resized to smaller droplets by apertures having a maximum width of less than about 100 micrometers. Advantageously, apertures having a maximum width of greater than about 10 micrometers can allow sufficient airflow to pass through the perforated plate to reduce or minimize condensation of aerosol droplets on the perforated plate.
Каждое из отверстий может быть по существу квадратным или по существу прямоугольным. Each of the holes may be substantially square or substantially rectangular.
Предпочтительно кожух образует канал для потока воздуха, проходящий между генератором аэрозоля и выпускным отверстием для потока воздуха. Предпочтительно перфорированная пластина проходит поперек канала для потока воздуха. Преимущественно перфорированная пластина гарантирует, что в процессе использования аэрозоль, генерируемый генератором аэрозоля, проходит через перфорированную пластину перед тем, как этот аэрозоль вдыхают через выпускное отверстие для потока воздуха. Предпочтительно перфорированная пластина задает плоскость, причем эта плоскость проходит перпендикулярно относительно продольной оси канала для потока воздуха. Предпочтительно в процессе использования эта плоскость проходит перпендикулярно относительно направления потока воздуха через канал для потока воздуха.Preferably, the casing defines an airflow channel extending between the aerosol generator and the airflow outlet. Preferably, the perforated plate extends across the airflow channel. Advantageously, the perforated plate ensures that during use the aerosol generated by the aerosol generator passes through the perforated plate before the aerosol is inhaled through the airflow outlet. Preferably, the perforated plate defines a plane, this plane extending perpendicular to the longitudinal axis of the air flow channel. Preferably, during use, this plane extends perpendicular to the direction of air flow through the air flow channel.
Предпочтительно генератор аэрозоля приспособлен так, чтобы направлять аэрозоль, генерируемый генератором аэрозоля, в направлении перфорированной пластины. Преимущественно направление генерируемого аэрозоля непосредственно на перфорированную пластину может максимально увеличивать скорость капель аэрозоля, когда они достигают перфорированной пластины. Преимущественно максимальное увеличение скорости капель, когда они встречаются с перфорированной пластиной, может способствовать блокированию более крупных капель, когда они проходят через отверстия в перфорированной пластине. Преимущественно максимальное увеличение скорости капель может уменьшать или сводить к минимуму собирание и скопление капель на перфорированной пластине. Преимущественно максимальное увеличение скорости капель может уменьшать или сводить к минимуму потребность в очистке системы, генерирующей аэрозоль. Preferably, the aerosol generator is adapted to direct the aerosol generated by the aerosol generator towards the perforated plate. Advantageously, directing the generated aerosol directly onto the perforated plate can maximize the velocity of the aerosol droplets as they reach the perforated plate. Advantageously, maximizing the speed of the droplets when they encounter the perforated plate can help block larger droplets as they pass through the holes in the perforated plate. Advantageously, maximizing the droplet velocity can reduce or minimize droplet collection and accumulation on the perforated plate. Advantageously, maximizing the droplet velocity can reduce or minimize the need for cleaning the aerosol generating system.
Перфорированная пластина может быть изготовлена из любого подходящего материала. Перфорированная пластина может быть выполнена из полимерного материала. Предпочтительно перфорированная пластина выполнена из металла. К подходящим металлам относятся стали. Предпочтительно перфорированная пластина выполнена из нержавеющей стали. The perforated plate may be made from any suitable material. The perforated plate may be made of a polymeric material. Preferably, the perforated plate is made of metal. Suitable metals include steels. Preferably, the perforated plate is made of stainless steel.
Система, генерирующая аэрозоль, может также содержать электрод, расположенный между генератором аэрозоля и перфорированной пластиной, при этом электрод выполнен с возможностью электростатической зарядки аэрозоля. Предпочтительно, когда предусмотрен электрод, перфорированная пластина является электрически проводящей, причем система, генерирующая аэрозоль, выполнена с возможностью создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной. Альтернативно, когда предусмотрен электрод, перфорированная пластина может быть электроизолирующей. The aerosol generating system may also include an electrode positioned between the aerosol generator and the perforated plate, the electrode being capable of electrostatically charging the aerosol. Preferably, when an electrode is provided, the perforated plate is electrically conductive, and the aerosol generating system is configured to create an electrical potential difference between the electrode and the perforated plate. Alternatively, when an electrode is provided, the perforated plate may be electrically insulating.
Преимущественно капли аэрозоля, генерируемые генератором аэрозоля, могут электростатически заряжаться электродом так, что эти капли аэрозоля электростатически притягиваются к перфорированной пластине. Преимущественно электростатические силы притягивания ускоряют движение капель в направлении к перфорированной пластине. Преимущественно ускорение движения капель аэрозоля в направлении к перфорированной пластине может увеличивать скорость капель, проходящих через перфорированную пластину. Преимущественно такая увеличенная скорость капель может способствовать блокированию более крупных капель, когда они проходят через перфорированную пластину. Преимущественно такое блокирование более крупных капель может уменьшать или сводить к минимуму собирание и скопление капель на перфорированной пластине. Преимущественно такие уменьшенные или сведенные к минимуму собирание и скопление капель могут уменьшать или сводить к минимуму потребность в очистке системы, генерирующей аэрозоль. Advantageously, the aerosol droplets generated by the aerosol generator can be electrostatically charged by the electrode so that these aerosol droplets are electrostatically attracted to the perforated plate. Advantageously, electrostatic attractive forces accelerate the movement of the droplets towards the perforated plate. Advantageously, accelerating the movement of the aerosol droplets towards the perforated plate can increase the speed of the droplets passing through the perforated plate. Advantageously, this increased droplet velocity can help block larger droplets as they pass through the perforated plate. Advantageously, such blocking of larger droplets can reduce or minimize droplet collection and accumulation on the perforated plate. Advantageously, such reduced or minimized droplet collection and accumulation can reduce or minimize the need for cleaning of the aerosol generating system.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена с возможностью создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной от приблизительно 0,5 киловольта до приблизительно 50 киловольт, более предпочтительно от приблизительно 5 киловольт и до приблизительно 15 киловольт, наиболее предпочтительно приблизительно 10 киловольт. Преимущественно при обычных габаритах системы, генерирующей аэрозоль, разность электрических потенциалов ниже приблизительно 50 киловольт является недостаточной для того, чтобы вызвать пробой в воздухе внутри системы. Преимущественно разность электрических потенциалов выше 0,5 киловольта может быть достаточно сильной для того, чтобы обеспечить достаточное ускорение движения заряженных капель аэрозоля в направлении к перфорированной пластине. Разность потенциалов может быть обеспечена с использованием трансформатора в системе, генерирующей аэрозоль. Разность потенциалов может быть обеспечена с использованием по меньшей мере одного повышающего преобразователя.Preferably, the aerosol generating system is configured to create an electrical potential difference between the electrode and the perforated plate from about 0.5 kilovolts to about 50 kilovolts, more preferably from about 5 kilovolts to about 15 kilovolts, most preferably about 10 kilovolts. Preferably, at typical dimensions of an aerosol generating system, an electrical potential difference of less than about 50 kilovolts is insufficient to cause flashover in the air within the system. Advantageously, the electrical potential difference above 0.5 kilovolts can be strong enough to provide sufficient acceleration of the charged aerosol droplets towards the perforated plate. The potential difference can be provided using a transformer in the aerosol generating system. The potential difference can be provided using at least one step-up converter.
Предпочтительно расстояние между электродом и перфорированной пластиной составляет от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 50 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Преимущественно расстояния в пределах этих диапазонов могут уменьшить или свести к минимуму риск электрического пробоя в воздухе внутри системы, в частности в сочетании с предпочтительными диапазонами разности электрических потенциалов, указанными в данном документе. Преимущественно расстояния в пределах предпочтительного диапазона от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров могут обеспечивать возможность создания системы, генерирующей аэрозоль, с размером, который более точно напоминает обычную сигарету. Преимущественно система, генерирующая аэрозоль, имеющая размер, подобный размеру обычной сигареты, может обеспечить для системы, генерирующей аэрозоль, возможность легких хранения или транспортировки подобно обычной сигарете. Preferably, the distance between the electrode and the perforated plate is from about 1 millimeter to about 50 millimeters, more preferably from about 3 millimeters to about 10 millimeters. Advantageously, distances within these ranges can reduce or minimize the risk of electrical breakdown in air within the system, particularly in combination with the preferred electrical potential difference ranges specified herein. Advantageously, distances within the preferred range of about 3 millimeters to about 10 millimeters can allow an aerosol generating system to be provided with a size that more closely resembles a conventional cigarette. Advantageously, an aerosol generating system having a size similar to that of a conventional cigarette can allow the aerosol generating system to be easily stored or transported like a conventional cigarette.
Предпочтительно перфорированная пластина заземлена относительно электрода. Заземление перфорированной пластины может обеспечить возможность того, что капли аэрозоля, которые были заряжены электродом, будут отдавать свой заряд перфорированной пластине. Заземление перфорированной пластины может обеспечить возможность того, что капли аэрозоля, доставляемые пользователю, будут нейтральными, или незаряженными. Preferably, the perforated plate is earthed with respect to the electrode. Grounding the perforated plate may allow the aerosol droplets that have been charged by the electrode to transfer their charge to the perforated plate. Grounding the perforated plate may allow the aerosol droplets delivered to the user to be neutral, or uncharged.
Перфорированная пластина может быть не заземлена относительно электрода, так что капли аэрозоля сохраняют свой заряд при прохождении через отверстия в перфорированной пластине, и пользователю для вдыхания доставляются заряженные капли аэрозоля. The perforated plate may not be grounded to the electrode so that the aerosol droplets retain their charge as they pass through the holes in the perforated plate and the charged aerosol droplets are delivered to the user for inhalation.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, также содержит схему управления.Preferably, the aerosol generating system also includes a control circuit.
В вариантах осуществления, в которых генератор аэрозоля содержит по меньшей мере одно из электрического нагревателя и пьезоэлектрического компонента, предпочтительно схема управления выполнена с возможностью управления подачей электропитания на электрический нагреватель, пьезоэлектрический компонент или на оба.In embodiments in which the aerosol generator comprises at least one of an electrical heater and a piezoelectric component, preferably the control circuitry is configured to control energization of the electrical heater, the piezoelectric component, or both.
В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит электрод, предпочтительно схема управления выполнена с возможностью управления подачей электропитания на электрод для создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной. Схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей электропитания на перфорированную пластину для облегчения создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной. Предпочтительно схема управления соединена с перфорированной пластиной и выполнена с возможностью измерения электрического тока в перфорированной пластине во время использования. Преимущественно измерение электрического тока в перфорированной пластине может предоставлять указание расхода аэрозоля через перфорированную пластину. Другими словами, заряженные капли аэрозоля, попадающие на перфорированную пластину, могут генерировать электрический ток в перфорированной пластине. Скорость, с которой заряженные капли проходят через массив, будет изменять электрический ток, измеряемый в перфорированной пластине. Преимущественно измерение электрического тока в перфорированной пластине в процессе использования может обеспечивать схеме управления возможность оценивания количества аэрозоля, доставленного пользователю. Преимущественно оценка количества аэрозоля, доставляемого пользователю, может обеспечивать возможность отслеживания работы и эффективности системы, генерирующей аэрозоль, с течением времени. Например, оценивание количества аэрозоля, доставляемого пользователю, может использоваться для оценивания количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, остающегося в системе, генерирующей аэрозоль.In embodiments where the aerosol generating system comprises an electrode, preferably the control circuitry is configured to control the supply of power to the electrode to create an electrical potential difference between the electrode and the perforated plate. The control circuit may be configured to control the power supply to the perforated plate to facilitate the creation of an electric potential difference between the electrode and the perforated plate. Preferably, the control circuit is connected to the perforated plate and configured to measure the electric current in the perforated plate during use. Advantageously, the measurement of the electric current in the perforated plate may provide an indication of the flow rate of the aerosol through the perforated plate. In other words, charged aerosol droplets striking the perforated plate can generate an electric current in the perforated plate. The speed at which the charged droplets pass through the array will change the electrical current measured in the perforated plate. Advantageously, measuring the electric current in the perforated plate during use may allow the control circuitry to estimate the amount of aerosol delivered to the user. Advantageously, estimating the amount of aerosol delivered to the user may allow the performance and efficiency of the aerosol generating system to be tracked over time. For example, estimating the amount of aerosol delivered to a user may be used to estimate the amount of aerosol generating liquid substrate remaining in the aerosol generating system.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду.The aerosol-forming liquid substrate may contain water.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля. В контексте настоящего документа термин «вещество для образования аэрозоля» относится к любым подходящим известным соединению или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин или полиэтиленгликоль.The aerosol-forming liquid substrate may contain an aerosol-forming agent. As used herein, the term "aerosol generating agent" refers to any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di-, or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol or polyethylene glycol.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из никотина или табачного продукта. Дополнительно или альтернативно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другое целевое соединение для доставки пользователю. В вариантах осуществления, в которых жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин, никотин может содержаться в жидком субстрате, образующем аэрозоль, вместе с веществом для образования аэрозоля.The aerosol-forming liquid substrate may contain at least one of nicotine or a tobacco product. Additionally or alternatively, the aerosol-forming liquid substrate may contain another target compound for delivery to the user. In embodiments in which the aerosol generating liquid substrate contains nicotine, nicotine may be contained in the aerosol generating liquid substrate along with the aerosol generating agent.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, содержит впускное отверстие для потока воздуха. Предпочтительно впускное отверстие для потока воздуха находится в сообщении по текучей среде с генератором аэрозоля. Во время использования воздух заходит в систему, генерирующую аэрозоль, через впускное отверстие для потока воздуха и выходит из системы, генерирующей аэрозоль, через выпускное отверстие для потока воздуха.Preferably, the aerosol generating system includes an airflow inlet. Preferably, the airflow inlet is in fluid communication with the aerosol generator. During use, air enters the aerosol generating system through the airflow inlet and exits the aerosol generating system through the airflow outlet.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, содержит по меньшей мере один блок питания. В вариантах осуществления, в которых генератор аэрозоля содержит по меньшей мере один из электрического нагревателя и пьезоэлектрического компонента, предпочтительно по меньшей мере один блок питания выполнен с возможностью обеспечения подачи электропитания на электрический нагреватель, пьезоэлектрический компонент или на оба.Preferably, the aerosol generating system comprises at least one power supply. In embodiments in which the aerosol generator comprises at least one of an electrical heater and a piezoelectric component, preferably at least one power supply is configured to provide power to the electrical heater, the piezoelectric component, or both.
В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит электрод, предпочтительно, по меньшей мере один блок питания выполнен с возможностью обеспечения подачи электропитания на электрод для создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной. По меньшей мере один блок питания может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи электропитания на перфорированную пластину для облегчения создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной.In embodiments where the aerosol generating system comprises an electrode, preferably at least one power supply is configured to provide power to the electrode to create an electrical potential difference between the electrode and the perforated plate. The at least one power supply may be configured to supply power to the perforated plate to facilitate the creation of an electrical potential difference between the electrode and the perforated plate.
По меньшей мере один блок питания может содержать первый блок питания, выполненный с возможностью обеспечения подачи электропитания на генератор аэрозоля, и второй блок питания, выполненный с возможностью обеспечения подачи электропитания на электрод.The at least one power supply may include a first power supply configured to supply power to the aerosol generator and a second power supply configured to provide power to the electrode.
В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит схему управления, предпочтительно схема управления выполнена с возможностью управления подачей электропитания от по меньшей мере одного блока питания на по меньшей мере одно из генератора аэрозоля, электрода и перфорированной пластины.In embodiments where the aerosol generating system comprises a control circuit, preferably the control circuit is configured to control the supply of power from at least one power supply to at least one of the aerosol generator, the electrode, and the perforated plate.
По меньшей мере один блок питания может содержать батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. По меньшей мере один блок питания может содержать другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. По меньшей мере один блок питания может нуждаться в перезарядке. По меньшей мере один блок питания может иметь емкость, которая позволяет хранить достаточное количество энергии для одного или более применений системы, генерирующей аэрозоль. Например, по меньшей мере один блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, которое требуется для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере по меньшей мере один блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций. The at least one power supply may include a battery, such as a rechargeable lithium ion battery. At least one power supply may contain another form of charge storage device, such as a capacitor. At least one power supply may need to be recharged. The at least one power supply may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more applications of the aerosol generating system. For example, the at least one power pack may have sufficient capacity to continuously generate an aerosol for a period of approximately six minutes, which is typical of the time it takes to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, at least one power supply may have sufficient capacity to allow for a predetermined number of puffs or individual activations.
Некоторые аспекты или компоненты системы, генерирующей аэрозоль, могут быть отделяемыми, съемными или же однократного или разового употребления. Система выполнена с возможностью использования для создания вдыхаемого аэрозоля, когда она полностью собрана, как далее описано в данном документе. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать отсек блока питания и отсек генерирования аэрозоля, выполненный с возможностью прикрепления к отсеку блока питания. В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит по меньшей мере одно из блока питания и схемы управления, предпочтительно блок питания и схема управления располагаются в отсеке блока питания. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и выпускное отверстие для потока воздуха предоставлены в отсеке генерирования аэрозоля. Каждый из генератора аэрозоля и перфорированной пластины могут составлять часть отсека блока питания или отсека генерирования аэрозоля.Certain aspects or components of the aerosol generating system may be detachable, removable, or disposable or disposable. The system is configured to be used to create an inhalable aerosol when fully assembled, as further described herein. The aerosol generating system may include a power supply compartment and an aerosol generating compartment configured to be attached to the power supply compartment. In embodiments where the aerosol generating system comprises at least one of a power supply and control circuitry, preferably the power supply and control circuitry are located in the power supply compartment. Preferably, an aerosol-forming liquid substrate and an airflow outlet are provided in the aerosol generating section. The aerosol generator and the perforated plate may each form part of a power supply compartment or an aerosol generation compartment.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусматривается система, генерирующая аэрозоль, содержащая кожух, в котором образовано выпускное отверстие для потока воздуха; жидкий субстрат, образующий аэрозоль; блок питания; контроллер; генератор аэрозоля, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и цепь зарядки аэрозоля, содержащую заземление цепи и электрод, приспособленный для сообщения по текучей среде с аэрозолем, генерируемым генератором аэрозоля, причем контроллер выполнен с возможностью управления подачей электропитания от блока питания на электрод, чтобы заряжать электрод до разности потенциалов от приблизительно 0,5 киловольта до приблизительно 30 киловольт относительно заземления цепи. Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью зарядки электрода до разности потенциалов от приблизительно 5 киловольт до приблизительно 15 киловольт, наиболее предпочтительно приблизительно 10 киловольт относительно заземления цепи.According to a second aspect of the present invention, an aerosol generating system is provided, comprising: a casing in which an air flow outlet is formed; an aerosol-forming liquid substrate; power unit; controller; an aerosol generator configured to generate an aerosol from the aerosol-forming liquid substrate; and an aerosol charging circuit comprising a circuit ground and an electrode adapted to be in fluid communication with the aerosol generated by the aerosol generator, the controller being configured to control the power supply from the power supply to the electrode to charge the electrode to a potential difference of about 0.5 kilovolts. up to approximately 30 kilovolts with respect to circuit ground. Preferably, the controller is configured to charge the electrode to a potential difference of from about 5 kilovolts to about 15 kilovolts, most preferably about 10 kilovolts relative to circuit ground.
Преимущественно в процессе использования электрод заряжает, или ионизирует, капли аэрозоля, генерируемого генератором аэрозоля. После того, как капли заряжены, в заряженных каплях появляются силы отталкивания. Электростатические заряды каждой частицы жидкости для электронных сигарет в каждой капле отталкивают друг друга, а поверхностное натяжение, действующее на внешней поверхности каждой капли, удерживает каждую каплю от распада. Чем больше капля, тем больше частиц жидкости для электронных сигарет содержится внутри капли, и тем больше в капле электростатических сил отталкивания после того, как капля заряжена. На называемой рэлеевской границе внутренние силы отталкивания преодолевают силы поверхностного натяжения, и капли разделяются на несколько капель меньшего размера. Данный процесс известен, как кулоновское деление. Авторы настоящего изобретения поняли, что зарядка капель генерируемого аэрозоля таким образом, чтобы капли больше максимального, предварительно определенного размера, достигали своей рэлеевской границы и разделялись на капли меньшего размера, обеспечивает надежный и устойчивый механизм ограничения максимального размера капель аэрозоля и обеспечивает более однородный аэрозоль, который пользователю более приятно вдыхать. Точную величину, до которой заряжаются капли, можно выбирать для конкретного жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Преимущественно при обычных габаритах системы, генерирующей аэрозоль, разность электрических потенциалов ниже приблизительно 30 киловольт является недостаточной для того, чтобы вызвать пробой в воздухе внутри системы. Advantageously, during use, the electrode charges, or ionizes, the aerosol droplets generated by the aerosol generator. After the drops are charged, repulsive forces appear in the charged drops. The electrostatic charges of each e-liquid particle in each drop repel each other, and the surface tension acting on the outer surface of each drop keeps each drop from disintegrating. The larger the droplet, the more e-liquid particles are contained within the droplet, and the more electrostatic repulsive forces there are in the droplet after the droplet is charged. At what is called the Rayleigh boundary, the internal repulsive forces overcome the surface tension forces, and the droplets separate into several smaller droplets. This process is known as Coulomb fission. The inventors of the present invention have realized that charging droplets of the generated aerosol so that droplets larger than the maximum, predetermined size, reach their Rayleigh boundary and separate into smaller droplets provides a reliable and stable mechanism for limiting the maximum aerosol droplet size and provides a more uniform aerosol that the user is more pleasant to inhale. The exact amount to which the droplets are charged may be chosen for the specific liquid substrate forming the aerosol. Preferably, at typical dimensions of an aerosol generating system, an electrical potential difference of less than about 30 kilovolts is not sufficient to cause flashover in the air within the system.
Авторы настоящего изобретения поняли, что ощущения пользователя могут быть особо благоприятными, когда максимальный размер капель аэрозоля равен приблизительно 2 микрометра или меньше. Также авторы настоящего изобретения поняли, что для обычных жидких субстратов, образующих аэрозоль, разность электрических потенциалов по меньшей мере приблизительно 0,5 киловольта является достаточной, чтобы электрически зарядить капли размером более приблизительно 2 микрометра до электрического заряда, превышающего рэлеевскую границу. The inventors of the present invention have realized that the user experience can be particularly beneficial when the maximum aerosol droplet size is about 2 micrometers or less. The present inventors also realized that for conventional aerosol-forming liquid substrates, an electrical potential difference of at least about 0.5 kilovolts is sufficient to electrically charge droplets larger than about 2 micrometers to an electrical charge in excess of the Rayleigh boundary.
Разность потенциалов может быть обеспечена с использованием трансформатора в системе, генерирующей аэрозоль. Разность потенциалов может быть обеспечена с использованием по меньшей мере одного повышающего преобразователя.The potential difference can be provided using a transformer in the aerosol generating system. The potential difference can be provided using at least one step-up converter.
Блок питания может представлять собой единственный блок питания, и контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей электропитания от единственного блока питания на генератор аэрозоля и на цепь зарядки аэрозоля. Блок питания может содержать первый и второй блоки питания, причем контроллер выполнен с возможностью управления подачей электропитания от первого блока питания на генератор аэрозоля и с возможностью управления подачей электропитания от второго блока питания на цепь зарядки аэрозоля. The power supply may be a single power supply and the controller may be configured to control the supply of power from the single power supply to the aerosol generator and the aerosol charging circuit. The power supply may include first and second power supplies, wherein the controller is configured to control the power supply from the first power supply to the aerosol generator and to control the power supply from the second power supply to the aerosol charging circuit.
Генератор аэрозоля может содержать нагреватель. В процессе использования нагреватель испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно нагреватель представляет собой электрический нагреватель.The aerosol generator may include a heater. During use, the heater vaporizes the liquid substrate, forming an aerosol. Preferably the heater is an electrical heater.
Нагреватель может быть резистивным нагревателем.The heater may be a resistance heater.
Нагреватель может быть индукционным нагревателем. Генератор аэрозоля может дополнительно содержать токоприемник, причем индукционный нагреватель выполнен с возможностью индукционного нагревания токоприемника в процессе использования. Индукционный нагреватель может быть расположен вокруг части токоприемника.The heater may be an induction heater. The aerosol generator may further comprise a current collector, wherein the induction heater is configured to inductively heat the current collector during use. An induction heater may be located around a portion of the current collector.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать резервуар, вмещающий жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Резервуар может быть расположен внутри кожуха.The aerosol generating system may include a reservoir containing an aerosol generating liquid substrate. The reservoir may be located inside the casing.
Генератор аэрозоля может быть расположен на выпускном отверстии резервуара. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать элемент передачи жидкости, приспособленный для передачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара в генератор аэрозоля. Элемент передачи жидкости может содержать по меньшей мере одно из фитиля или капиллярной трубки. The aerosol generator may be located at the outlet of the reservoir. The aerosol generating system may include a fluid transfer element adapted to transfer the aerosol generating liquid substrate from the reservoir to the aerosol generator. The fluid transfer element may comprise at least one of a wick or a capillary tube.
Генератор аэрозоля может содержать сопло в сборе. В процессе использования капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара выбрасываются через сопло. Генератор аэрозоля может содержать пьезоэлектрический компонент. В процессе использования пьезоэлектрический компонент выбрасывает капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через сопло. Сопло находится в сообщении по текучей среде с резервуаром. Сопло может образовывать часть резервуара. Пьезоэлектрический компонент может быть расположен внутри резервуара. Генератор аэрозоля может содержать сетку, закрывающую выпускное отверстие сопла. В процессе использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, проходит через сетку по мере того, как капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль, выбрасываются из выпускного отверстия сопла. The aerosol generator may include a nozzle assembly. During use, drops of liquid substrate forming an aerosol are ejected from the reservoir through a nozzle. The aerosol generator may include a piezoelectric component. During use, the piezoelectric component ejects droplets of an aerosol-forming liquid substrate through a nozzle. The nozzle is in fluid communication with the reservoir. The nozzle may form part of the reservoir. The piezoelectric component may be located within the reservoir. The aerosol generator may include a mesh covering the outlet of the nozzle. During use, the aerosol-forming liquid substrate passes through the mesh as drops of the aerosol-forming liquid substrate are ejected from the nozzle outlet.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать внутренний канал для потока воздуха, находящийся в сообщении по текучей среде с генератором аэрозоля. Предпочтительно внутренний канал для потока воздуха проходит между впускным отверстием для потока воздуха и выпускным отверстием для потока воздуха. В процессе использования поток воздуха, проходящий через канал для потока воздуха, может подбирать генерируемый аэрозоль, по мере того как поток воздуха проходит через генератор аэрозоля. Поток воздуха, содержащий генерируемый аэрозоль, может выходить из выпускного отверстия для потока воздуха для вдыхания пользователем. Исходя из расположения впускного отверстия для потока воздуха и выпускного отверстия для потока воздуха, относительное расположение элементов в системе, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению может определяться в соответствии с тем, располагаются ли они выше или ниже по ходу потока относительно других элементов. Впускное отверстие для потока воздуха находится выше по ходу потока относительно выпускного отверстия для потока воздуха. Генератор аэрозоля находится ниже по ходу потока относительно впускного отверстия для потока воздуха и выше по ходу потока относительно электрода. The aerosol generating system may include an internal air flow passage in fluid communication with the aerosol generator. Preferably, the internal air flow passage extends between the air flow inlet and the air flow outlet. In use, the airflow passing through the airflow path can pick up the generated aerosol as the airflow passes through the aerosol generator. The air stream containing the generated aerosol may exit from the air stream outlet for inhalation by the user. Based on the location of the airflow inlet and the airflow outlet, the relative position of the elements in the aerosol generating system of the present invention can be determined according to whether they are upstream or downstream relative to other elements. The airflow inlet is upstream of the airflow outlet. The aerosol generator is located downstream of the airflow inlet and upstream of the electrode.
Предпочтительно электрод расположен ниже по ходу потока относительно генератора аэрозоля и выше по ходу потока относительно выпускного отверстия для потока воздуха. Электрод может содержать по меньшей мере один из кольцевого электрода и сетчатого электрода. Предпочтительно в процессе использования аэрозоль, генерируемый генератором аэрозоля, проходит через электрод. Preferably, the electrode is located downstream of the aerosol generator and upstream of the airflow outlet. The electrode may include at least one of a ring electrode and a grid electrode. Preferably, during use, the aerosol generated by the aerosol generator passes through the electrode.
Электрод может представлять собой сопло, выполненное с возможностью направлять аэрозоль в выпускное отверстие для потока воздуха. Предпочтительно сопло образует выпускное отверстие сопла, через которое аэрозоль протекает в выпускное отверстие для потока воздуха. Заряженное сопло может создавать электрическое поле в окружающей области. В частности, электрод в виде сопла может создавать электрическое поле в выпускном отверстии сопла. В процессе использования генерируемый аэрозоль проходит через выпускное отверстие сопла, в результате чего капли аэрозоля ионизируются. Преимущественно конфигурация сопла для электрода гарантирует, что все капли аэрозоля должны пройти рядом с электродом, а значит через электрическое поле. Преимущественно конфигурация сопла обеспечивает эффективный узел ионизации. В вариантах осуществления, в которых генератор аэрозоля содержит сопло в сборе, сопло генератора аэрозоля и сопло электрода могут быть одним и тем же соплом.The electrode may be a nozzle configured to direct the aerosol into an airflow outlet. Preferably, the nozzle defines a nozzle outlet through which the aerosol flows into the air flow outlet. The charged nozzle can create an electric field in the surrounding area. In particular, the nozzle electrode can generate an electric field at the outlet of the nozzle. During use, the generated aerosol passes through the outlet of the nozzle, whereby the aerosol droplets are ionized. Advantageously, the configuration of the electrode nozzle ensures that all aerosol droplets must pass close to the electrode, and thus through the electric field. Advantageously, the nozzle configuration provides an efficient ionization unit. In embodiments in which the aerosol generator comprises a nozzle assembly, the aerosol generator nozzle and the electrode nozzle may be the same nozzle.
В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит резервуар для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, резервуаром может быть первый резервуар. Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать второй резервуар для ионизируемой жидкости. Второй резервуар может содержать ионизируемую жидкость. Некоторые жидкие субстраты, образующие аэрозоль, которые могут быть предпочтительными для вдыхания, могут не быть легкоионизируемыми. Ионизируемая жидкость может быть более легкоионизируемой, чем данный жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Ионизируемая жидкость может ионизироваться при более низкой разности потенциалов, чем данный жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Большая пропорция ионизируемой жидкости может ионизироваться при заданной разности потенциалов, чем пропорция данного жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при одинаковой разности потенциалов. Преимущественно ионизируемая жидкость может облегчать ионизацию жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена с возможностью объединения ионизируемой жидкости из второго резервуара с жидким субстратом, образующим аэрозоль, из первого резервуара. Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью объединения ионизирующей жидкости и жидкого субстрата, образующего аэрозоль, перед превращением в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью объединения ионизирующей жидкости и жидкого субстрата, образующего аэрозоль, после превращения в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и выше по ходу потока относительно электрода. Ионизируемая жидкость может представлять собой по меньшей мере одну из пригодной для образования аэрозоля и летучей. Подходящая ионизируемая жидкость может содержать этанол. In embodiments where the aerosol generating system comprises a reservoir for storing an aerosol generating liquid substrate, the reservoir may be a first reservoir. The aerosol generating system may further comprise a second reservoir for the ionizable liquid. The second reservoir may contain an ionizable liquid. Some aerosol-forming liquid substrates that may be preferred for inhalation may not be readily ionizable. The ionizable liquid may be more easily ionizable than the given aerosol-forming liquid substrate. An ionizable liquid can be ionized at a lower potential difference than a given liquid aerosol-forming substrate. A larger proportion of an ionizable liquid can be ionized at a given potential difference than a proportion of a given liquid aerosol-forming substrate at the same potential difference. The advantageously ionizable liquid may facilitate the ionization of the liquid substrate forming the aerosol. Preferably, the aerosol generating system is configured to combine the ionizable liquid from the second reservoir with the aerosol generating liquid substrate from the first reservoir. The aerosol generating system may be configured to combine the ionizing liquid and the aerosol-forming liquid substrate prior to aerosolizing the aerosol-forming liquid substrate. The aerosol generating system may be configured to combine the ionizing liquid and the aerosol-forming liquid substrate after the aerosol-forming liquid substrate has been aerosolized and upstream of the electrode. The ionizable liquid may be at least one of aerosolizable and volatile. A suitable ionizable liquid may contain ethanol.
В вариантах осуществления, в которых генератор аэрозоля содержит сопло в сборе, сопло сопла в сборе может быть образовано двумя соосными соплами. Два соосных сопла могут включать первое сопло, выполненное с возможностью выбрасывания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из первого резервуара, и второе сопло, выполненное с возможностью выбрасывания ионизируемой жидкости из второго резервуара. Преимущественно два соосных сопла создают соосные потоки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и ионизируемой жидкости, один в другом. Преимущественно это может способствовать смешиванию жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и ионизируемой жидкости. Преимущественно это может в результате дать более однородную смесь жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и ионизируемой жидкости, которая может облегчать зарядку капель аэрозоля электродом. In embodiments in which the aerosol generator comprises a nozzle assembly, the nozzle assembly of the nozzle may be formed by two coaxial nozzles. The two coaxial nozzles may include a first nozzle configured to eject an aerosol-forming liquid substrate from the first reservoir and a second nozzle configured to eject an ionizable liquid from the second reservoir. Preferably, two coaxial nozzles create coaxial flows of the aerosol-forming liquid substrate and the ionizable liquid, one in the other. Advantageously, this may facilitate mixing of the aerosol-forming liquid substrate and the ionizable liquid. Advantageously, this may result in a more uniform mixture of the liquid aerosol forming substrate and the ionizable liquid, which may facilitate charging of the aerosol droplets by the electrode.
Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью управления подачей электропитания на по меньшей мере одно из первого сопла и второго сопла. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей одинакового электропитания на первое и второе сопла, чтобы заряжать первое и второе сопла до одинаковой разности потенциалов относительно заземления цепи. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей различного электропитания на первое и второе сопла, чтобы заряжать первое и второе сопла до разных разностей потенциалов относительно заземления цепи. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей электропитания только на одно из первого сопла и второго сопла. Preferably, the controller is configured to control the power supply to at least one of the first nozzle and the second nozzle. The controller may be configured to control applying the same power to the first and second nozzles to charge the first and second nozzles to the same potential difference with respect to circuit ground. The controller may be configured to control applying different power to the first and second nozzles to charge the first and second nozzles to different potential differences with respect to circuit ground. The controller may be configured to control the power supply to only one of the first nozzle and the second nozzle.
Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать электрически проводящую перфорированную пластину, расположенную между электродом и выпускным отверстием для потока воздуха. В перфорированной пластине образовано множество отверстий, проходящих через перфорированную пластину. Заряженный аэрозоль, произведенный генератором аэрозоля и электродом, должен пройти через перфорированную пластину перед тем, как аэрозоль можно будет вдохнуть. Преимущественно не допускается прохождение через перфорированную пластину никаких капель аэрозоля, которые больше, чем отверстия, образованные в перфорированной пластине. Поэтому преимущественно перфорированная пластина может быть выполнена с возможностью ограничения максимального размера капель аэрозоля, доставляемого пользователю.The aerosol generating system may further comprise an electrically conductive perforated plate located between the electrode and the airflow outlet. The perforated plate is formed with a plurality of holes passing through the perforated plate. The charged aerosol produced by the aerosol generator and the electrode must pass through the perforated plate before the aerosol can be inhaled. Advantageously, no aerosol droplets larger than the holes formed in the perforated plate are allowed to pass through the perforated plate. Therefore, the advantageously perforated plate can be configured to limit the maximum droplet size of the aerosol delivered to the user.
Перфорированная пластина может содержать любой из необязательных или предпочтительных признаков перфорированной пластины, описанных в настоящем документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения.The perforated plate may comprise any of the optional or preferred perforated plate features described herein in relation to the first aspect of the present invention.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена так, что, когда электрод заряжен, чтобы создавать разность потенциалов между электродом и заземлением цепи, разность потенциалов также создается между электродом и перфорированной пластиной. Преимущественно при использовании капли аэрозоля, которые электростатически заряжены электродом, электростатически притягиваются к перфорированной пластине. Преимущественно электростатические силы притягивания ускоряют движение капель в направлении к перфорированной пластине. Преимущественно ускорение движения капель аэрозоля в направлении к перфорированной пластине может увеличивать скорость капель, проходящих через перфорированную пластину. Преимущественно ускорение капель аэрозоля может способствовать блокированию более крупных капель, когда они проходят через перфорированную пластину. Преимущественно ускорение капель аэрозоля может уменьшать или сводить к минимуму собирание и скопление капель на перфорированной пластине. Преимущественно ускорение капель аэрозоля может уменьшать или сводить к минимуму потребность в очистке системы, генерирующей аэрозоль.Preferably, the aerosol generating system is configured such that when the electrode is charged to create a potential difference between the electrode and circuit ground, a potential difference is also created between the electrode and the perforated plate. Advantageously, when using aerosol droplets that are electrostatically charged by the electrode, they are electrostatically attracted to the perforated plate. Advantageously, electrostatic attractive forces accelerate the movement of the droplets towards the perforated plate. Advantageously, accelerating the movement of the aerosol droplets towards the perforated plate can increase the speed of the droplets passing through the perforated plate. Advantageously, the acceleration of the aerosol droplets can help block larger droplets as they pass through the perforated plate. Advantageously, the acceleration of the aerosol droplets can reduce or minimize the collection and accumulation of droplets on the perforated plate. Advantageously, the acceleration of the aerosol droplets can reduce or minimize the need for cleaning the aerosol generating system.
Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей электропитания на перфорированную пластину для облегчения создания разности электрических потенциалов между электродом и перфорированной пластиной. The controller may be configured to control the supply of power to the perforated plate to facilitate the creation of an electrical potential difference between the electrode and the perforated plate.
Перфорированная пластина может быть соединена с заземлением цепи схемы зарядки аэрозоля или представлять собой ее часть. The perforated plate may be connected to the ground circuit of the aerosol charging circuit or be part of it.
Предпочтительно расстояние между электродом и перфорированной пластиной составляет от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 50 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Преимущественно расстояния в пределах этих диапазонов могут уменьшить или свести к минимуму риск электрического пробоя в воздухе внутри системы, в частности в сочетании с диапазонами разности электрических потенциалов согласно второму аспекту настоящего изобретения. Преимущественно расстояния в пределах предпочтительного диапазона от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров могут обеспечивать возможность создания системы, генерирующей аэрозоль, с размером, который более точно напоминает обычную сигарету. Преимущественно система, генерирующая аэрозоль, имеющая размер, подобный размеру обычной сигареты, может обеспечить для системы, генерирующей аэрозоль, возможность легких хранения или транспортировки подобно обычной сигарете. Preferably, the distance between the electrode and the perforated plate is from about 1 millimeter to about 50 millimeters, more preferably from about 3 millimeters to about 10 millimeters. Advantageously, distances within these ranges can reduce or minimize the risk of electrical breakdown in air within the system, particularly in combination with electric potential difference ranges according to the second aspect of the present invention. Advantageously, distances within the preferred range of about 3 millimeters to about 10 millimeters can allow an aerosol generating system to be provided with a size that more closely resembles a conventional cigarette. Advantageously, an aerosol generating system having a size similar to that of a conventional cigarette can allow the aerosol generating system to be easily stored or transported like a conventional cigarette.
Предпочтительно контроллер соединен с перфорированной пластиной и выполнен с возможностью измерения электрического тока в перфорированной пластине во время использования. Преимущественно измерение электрического тока в перфорированной пластине может предоставлять указание расхода аэрозоля через перфорированную пластину. Другими словами, заряженные капли аэрозоля, попадающие на перфорированную пластину, могут генерировать электрический ток в перфорированной пластине. Скорость, с которой заряженные капли проходят через перфорированную пластину, будет изменять электрический ток, измеряемый в перфорированной пластине. Преимущественно измерение электрического тока в перфорированной пластине в процессе использования может обеспечивать схеме управления возможность оценивания количества аэрозоля, доставленного пользователю. Преимущественно оценивание количества аэрозоля, доставляемого пользователю, может обеспечивать возможность отслеживания работы и эффективности системы, генерирующей аэрозоль, с течением времени. Например, оценивание количества аэрозоля, доставляемого пользователю, может использоваться для оценивания количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, остающегося в системе, генерирующей аэрозоль.Preferably, the controller is connected to the perforated plate and configured to measure the electric current in the perforated plate during use. Advantageously, the measurement of the electric current in the perforated plate may provide an indication of the flow rate of the aerosol through the perforated plate. In other words, charged aerosol droplets striking the perforated plate can generate an electric current in the perforated plate. The speed at which the charged droplets pass through the perforated plate will change the electric current measured in the perforated plate. Advantageously, measuring the electric current in the perforated plate during use may allow the control circuitry to estimate the amount of aerosol delivered to the user. Advantageously, estimating the amount of aerosol delivered to a user may allow the performance and efficiency of the aerosol generating system to be tracked over time. For example, estimating the amount of aerosol delivered to a user may be used to estimate the amount of aerosol generating liquid substrate remaining in the aerosol generating system.
Предпочтительно перфорированная пластина электрически соединена с заземлением цепи. Preferably, the perforated plate is electrically connected to the circuit ground.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду.The aerosol-forming liquid substrate may contain water.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля. В контексте настоящего документа термин «вещество для образования аэрозоля» относится к любым подходящим известным соединению или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин или полиэтиленгликоль.The aerosol-forming liquid substrate may contain an aerosol-forming agent. In the context of this document, the term "aerosol generating agent" refers to any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di-, or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol or polyethylene glycol.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из никотина или табачного продукта. Дополнительно или альтернативно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другое целевое соединение для доставки пользователю. В вариантах осуществления, в которых жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин, никотин может содержаться в жидком субстрате, образующем аэрозоль, вместе с веществом для образования аэрозоля.The aerosol-forming liquid substrate may contain at least one of nicotine or a tobacco product. Additionally or alternatively, the aerosol-forming liquid substrate may contain another target compound for delivery to the user. In embodiments in which the aerosol generating liquid substrate contains nicotine, nicotine may be contained in the aerosol generating liquid substrate along with the aerosol generating agent.
Блок питания может содержать первый блок питания, выполненный с возможностью обеспечения подачи электропитания на генератор аэрозоля, и второй блок питания, выполненный с возможностью обеспечения подачи электропитания на электрод.The power supply may include a first power supply configured to supply power to the aerosol generator and a second power supply configured to provide power to the electrode.
Блок питания может содержать батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Блок питания может содержать другой вид устройства хранения заряда, такой как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет хранить достаточное количество энергии для одного или более применений системы, генерирующей аэрозоль. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций. The power supply may include a battery, such as a rechargeable lithium ion battery. The power supply may contain another form of charge storage device, such as a capacitor. The power supply may need to be recharged. The power supply may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more uses of the aerosol generating system. For example, the power pack may have sufficient capacity to continuously generate an aerosol for a period of approximately six minutes, which is typical of the time required to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, the power supply may have sufficient capacity to allow for a predetermined number of puffs or individual activations.
Некоторые аспекты или компоненты системы, генерирующей аэрозоль, могут быть отделяемыми, съемными или же однократного или разового употребления. Система выполнена с возможностью использования для создания вдыхаемого аэрозоля, когда она полностью собрана, как далее описано в данном документе. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать отсек блока питания и отсек генерирования аэрозоля, выполненный с возможностью прикрепления к отсеку блока питания. Предпочтительно блок питания и контроллер располагаются в отсеке блока питания. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и выпускное отверстие для потока воздуха предоставлены в отсеке генерирования аэрозоля. Каждый из генератора аэрозоля и электрода может составлять часть отсека блока питания или отсека генерирования аэрозоля. Certain aspects or components of the aerosol generating system may be detachable, removable, or disposable or disposable. The system is configured to be used to create an inhalable aerosol when fully assembled, as further described herein. The aerosol generating system may include a power supply compartment and an aerosol generating compartment configured to be attached to the power supply compartment. Preferably, the power supply and controller are located in the power supply bay. Preferably, an aerosol-forming liquid substrate and an airflow outlet are provided in the aerosol generating section. The aerosol generator and electrode may each form part of a power supply compartment or an aerosol generation compartment.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта или варианта осуществления, могут быть применены и к другим аспектам и вариантам осуществления. Теперь, исключительно в качестве примера, будут описаны конкретные варианты осуществления, со ссылкой на графические материалы, на которых:Features described in relation to one aspect or embodiment may be applied to other aspects and embodiments. Now, by way of example only, specific embodiments will be described, with reference to the drawings, in which:
на фиг. 1 показано схематичное представление первого варианта осуществления системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению;in fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an aerosol generating system according to the present invention;
на фиг. 2 и 3 показано устройство генератора аэрозоля для использования с настоящим изобретением;in fig. 2 and 3 show an aerosol generator apparatus for use with the present invention;
на фиг. 4 показано устройство нагревателя для использования с настоящим изобретением;in fig. 4 shows a heater arrangement for use with the present invention;
на фиг. 5 показана перфорированная пластина согласно настоящему изобретению;in fig. 5 shows a perforated plate according to the present invention;
на фиг. 6 показано схематичное представление второго варианта осуществления системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению;in fig. 6 is a schematic representation of a second embodiment of an aerosol generating system according to the present invention;
на фиг. 7 показано схематичное представление второго варианта осуществления с альтернативной конструкцией электрода;in fig. 7 is a schematic representation of a second embodiment with an alternative electrode design;
на фиг. 8 и 9 показано схематичное представление третьего варианта осуществления системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению;in fig. 8 and 9 show a schematic representation of a third embodiment of an aerosol generating system according to the present invention;
на фиг. 10 показано схематичное представление конкретной конфигурации третьего варианта осуществления системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению; и in fig. 10 is a schematic representation of a specific configuration of a third embodiment of an aerosol generating system according to the present invention; and
на фиг. 11 показано схематическое представление конфигурации сопла системы, генерирующей аэрозоль, представленной на фиг. 10. in fig. 11 is a schematic representation of the nozzle configuration of the aerosol generating system shown in FIG. ten.
На фиг. 1 показано схематическое представление системы 10, генерирующей аэрозоль. Система 10, генерирующая аэрозоль, содержит кожух 12 со впускным отверстием 14 для потока воздуха и выпускным отверстием 16 для потока воздуха. Внутри кожуха 12 расположен блок 13 питания и блок 18 управления, резервуар 20 жидкого субстрата 21, образующего аэрозоль, генератор 22 аэрозоля и перфорированная пластина 24.In FIG. 1 shows a schematic representation of an
Генератор 22 аэрозоля в первой конфигурации представляет собой бак 26, отдельный от резервуара 20, но сообщающийся по текучей среде с резервуаром 20 так, что жидкий субстрат 21, образующий аэрозоль, может вытекать из резервуара 20 в бак 26 для превращения в аэрозоль. Бак 26 содержит пьезоэлектрический компонент 28 и сетку 30. Вместе пьезоэлектрический компонент 28 и сетка 30 выполнены с возможностью превращения в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри бака 26. Как показано на фиг. 2, когда пьезоэлектрический компонент 28 не возбужден, жидкий субстрат 21, образующий аэрозоль, из резервуара 20 может входить в бак 26 через одноходовой клапан 32. Как показано на фиг. 3, когда пьезоэлектрический компонент 28 возбужден, пьезоэлектрический компонент 28 вибрирует и сжимает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в баке 26. Пьезоэлектрический компонент 28 возбуждается при прохождении переменного электрического тока через пьезоэлектрический компонент 28. Электрический ток подается блоком 13 питания и блоком 18 управления. При возбуждении пьезоэлектрический компонент 28 изгибается или искривляется, и давление в баке 26 повышается. Одноходовой клапан 32 мешает, или препятствует, обратному прохождению потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через одноходовой клапан 32, и поэтому давление внутри бака 26 проталкивает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, через сетку 30 и выталкивает через сопло 34 в виде капель аэрозоля. Таким способом жидкий субстрат 21, образующий аэрозоль, превращается в аэрозоль. The
Генератор 22 аэрозоля во второй конфигурации представляет собой нагреватель 36 в сборе, выполненный с возможностью нагревания жидкого субстрата 21, образующего аэрозоль, так, чтобы испарять жидкий субстрат 21, образующий аэрозоль, и создавать аэрозоль. Иллюстративный нагреватель 36 в сборе показан на фиг. 4. Нагреватель 36 в сборе содержит фитиль 38 и спираль 40 нагревателя. Фитиль 38 проходит в резервуар 20 для передачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара 20 на спираль 40 нагревателя. Фитиль 38 может представлять собой отрезок поглощающего материала или капиллярной трубки для транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с помощью капиллярного эффекта. Питание на спираль 40 нагревателя подается посредством блока 13 питания и блока 18 управления. Спираль 40 нагревателя представляет собой спираль из резистивного проводникового материала, предпочтительно из металла, который резистивно нагревается, когда электрический ток проходит через спираль 40 нагревателя. Блок 13 питания и блок 18 управления пропускают электрический ток через спираль 40 нагревателя для нагревания и испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в фитиле 38.The
Альтернативно нагреватель 36 в сборе может представлять собой резистивный нагреватель в альтернативной конфигурации, такой так резистивная сетка, расположенная на одном конце или вдоль протяженности фитиля. Альтернативно нагреватель 36 в сборе может представлять собой резистивный нагреватель в форме стержня или лезвия, выступающих в резервуар 20. Альтернативно нагреватель 36 в сборе может представлять собой комбинацию токоприемника, находящегося в тепловом контакте с фитилем или выступающего в резервуар 20, и индукционной спирали, выполненной с возможностью индукционного нагревания токоприемника. Alternatively, the
Аэрозоль, генерируемый генератором 22 аэрозоля, подбирается потоком воздуха, проходящим через систему 10, генерирующую аэрозоль, когда пользователь втягивает воздух через выпускное отверстие 16 для потока воздуха. Генератор 22 аэрозоля может иметь такое управление и питание, что аэрозоль генерируется только тогда, когда пользователь делает затяжку из системы 10, генерирующей аэрозоль. Датчик давления может быть встроен в блок 18 управления, чтобы определять, когда пользователь делает затяжку из системы 10, генерирующей аэрозоль. The aerosol generated by the
Обе конфигурации генератора 22 аэрозоля, показанные на фиг. 2-4, могут создавать широкий диапазон размеров капель в генерируемом аэрозоле. Для того, чтобы обеспечить однородность размеров капель в генерируемом аэрозоле путем удаления или изменения размера капель, которые превышают желаемый максимальный размер, в этом первом варианте осуществления настоящего изобретения система, генерирующая аэрозоль, также содержит перфорированную пластину 24 между генератором 22 аэрозоля и выпускным отверстием 16 для потока воздуха. В процессе использования аэрозоль, генерируемый генератором 22 аэрозоля, направляется к перфорированной пластине 24. Перфорированная пластина 24 содержит множество отверстий 54, проходящих через перфорированную пластину 24. Отверстия 54 имеют диаметр приблизительно 10 микрометров. Перфорированная пластина 24 выполнена с возможностью удаления или изменения размера тех капель, диаметр которых превышает 10 микрометров. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, перфорированная пластина 24 содержит множество выровненных нитей 51. Нити 51 могут быть выполнены из нержавеющей стали. Нити 51 соединены с внутренними стенками кожуха 12 так, что они проходят по всей ширине внутреннего канала для потока воздуха, проходящего между впускным отверстием 14 для потока воздуха и выпускным отверстием 16 для потока воздуха. В настоящем варианте осуществления перфорированная пластина 24 содержит первый ряд выровненных нитей 52 и второй ряд выровненных нитей 53, который перпендикулярен первому ряду, для обеспечения решетки с квадратными отверстиями 54 между нитями 51. Другими словами, перфорированная пластина 24 состоит из решетки, которая определяет множество отверстий 54.Both configurations of the
Аэрозоль, генерируемый генератором 22 аэрозоля, направляется через перфорированную пластину 24. Капли в аэрозоле, которые больше, чем отверстия 54, блокируются нитями 51. Таким образом аэрозоль, который выходит из выпускного отверстия 16 для потока воздуха, не содержит никаких капель, которые больше, чем отверстия 54. The aerosol generated by the
На фиг. 6 показано схематическое представление второго варианта осуществления системы 60, генерирующей аэрозоль. Второй вариант осуществления содержит много таких же элементов, что и первый вариант осуществления, например, кожух 12 с впускным отверстием 14 для потока воздуха и выпускным отверстием 16 для потока воздуха. Одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей. Внутри кожуха 12 расположен блок 13 питания и блок 18 управления, резервуар 20 жидкого субстрата 21, образующего аэрозоль, и генератор 22 аэрозоля. Любая из конфигураций генератора 22 аэрозоля, показанных на фиг. 2-4, может использоваться во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Второй вариант осуществления системы 60, генерирующей аэрозоль, дополнительно содержит электрод 62. Аэрозоль, генерируемый генератором 22 аэрозоля, проходит по электроду 62 по мере того, как капли аэрозоля направляются к выпускному отверстию 16 для потока воздуха, и электрод 62 ионизирует, или заряжает, капли аэрозоля. Электрод 62 может содержать по меньшей мере одно из сетки, кольца или пластины с отверстием посередине, через которое может проходить аэрозоль. В данной конфигурации аэрозоль втягивается через электрод 62 потоком воздуха, создаваемым, когда пользователь делает затяжку из системы. По мере того как капли проходят через электрическое поле, созданное электродом 62, капли ионизируются. Как описано в настоящем документе, капли, имеющие диаметр более 2 микрометров, заряжаются выше их рэлеевской границы. Это гарантирует, что капли диаметром более 2 микрометров разрушаются по мере того, как внутренние электростатические силы преодолевают поверхностное натяжение. In FIG. 6 shows a schematic representation of a second embodiment of an
В альтернативном устройстве, которое показано на фиг. 7, электрод может быть соплом 64. Весь аэрозоль, генерируемый генератором 22 аэрозоля, должен проходить через заряженное сопло 64. Поэтому все капли аэрозоля будут проходить через центр электрического поля, созданного электродом 64. Сопло 64 направляет заряженный аэрозоль в сторону выпускного отверстия 16 для потока воздуха для вдыхания. Зарядка капель генерируемого аэрозоля до предварительно заданного уровня заряда, который выбирается в зависимости от используемого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и который известен как рэлеевская граница, гарантирует, что капли, размер которых превышает предварительно заданный максимальный размер, разрушаются по мере того, как внутренние электростатические силы отталкивания преодолевают поверхностное натяжение. Только капли, размер которых меньше предварительно заданного размера, выходят через выпускное отверстие 16 для потока воздуха для вдыхания. In an alternative device as shown in FIG. 7, the electrode may be a
В третьем варианте осуществления объединены признаки первого и второго вариантов осуществления. На фиг. 8 и 9 показаны схематические представления альтернатив третьего варианта осуществления системы 70, генерирующей аэрозоль. В данном третьем варианте осуществления аэрозоль заряжается электродом 62 (фиг. 8) или 64 (фиг. 9) и также проходит через перфорированную пластину 24 перед вдыханием. Перфорированную пластину 24 электрически заземляют относительно электрода 62 или 64. Поэтому капли, заряженные электродом 62 или 64, электростатически притягиваются к перфорированной пластине 24 и ускоряются в направлении перфорированной пластине 24.In the third embodiment, the features of the first and second embodiments are combined. In FIG. 8 and 9 show schematic representations of alternatives to a third embodiment of an
Разность потенциалов между электродом 62 или 64 и перфорированной пластиной 24, а также расстояние между электродом 62 или 64 и перфорированной пластиной, выбирают так, чтобы обеспечить электрическое поле, которое является недостаточным для того, чтобы привести к электрическому пробою в воздухе между электродом 62 или 64 и перфорированной пластиной 24, но может быть достаточно сильным, чтобы дать возможность каплям с диаметром более 2 микрометров заряжаться до уровня выше рэлеевской границы. The potential difference between
В еще одной альтернативной конфигурации третьего варианта осуществления настоящего изобретения система 80, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит второй резервуар 72, расположенный в кожухе 12. Данная конфигурация показана на фиг. 10. Второй резервуар 72 содержит ионизируемую жидкость 73. Генератор 22 аэрозоля выбрасывает жидкий субстрат 21, образующий аэрозоль, и ионизируемую жидкость 73, в этом случае этанол, через соосные сопла 68 и 65 соответственно, как показано на фиг. 11. По меньшей мере одно из сопел 65, 68 образует электрод данной конфигурации, так, что смесь ионизируемой жидкости и жидкого субстрата, образующего аэрозоль, которая выбрасывается из сопел 65, 68, ионизируется. Данная конфигурация может частично подходить при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, который может быть трудно ионизировать без добавления ионизируемой жидкости. In yet another alternative configuration of the third embodiment of the present invention, the
В любой из конфигураций третьего варианта осуществления системы 70, 80, генерирующей аэрозоль, перфорированная пластина 24 может быть соединена с блоком 18 управления таким образом, что любой электрический ток в перфорированной пластине 24 можно измерить. Альтернативно устройство или цепь измерения электрического тока могут быть предоставлены отдельно от блока 18 управления. По мере того как заряженные капли проходят через перфорированную пластину 24, капли передают свой заряд на заземленную перфорированную пластину 24, которая будет создавать ток в перфорированной пластине 24. Поэтому посредством измерения тока в перфорированной пластине 24 можно определить скорость капель, которые проходят через массив. In any of the configurations of the third embodiment of the
Приведенные в качестве примера варианты осуществления, описанные выше, не предназначены для ограничения объема формулы изобретения. Специалистам в данной области техники будут очевидны и другие варианты осуществления, согласующиеся с вышеописанными приведенными в качестве примера вариантами осуществления.The exemplary embodiments described above are not intended to limit the scope of the claims. Those skilled in the art will appreciate other embodiments consistent with the exemplary embodiments described above.
Claims (37)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17204740.9 | 2017-11-30 | ||
EP17204740 | 2017-11-30 | ||
PCT/EP2018/081980 WO2019105812A1 (en) | 2017-11-30 | 2018-11-20 | Systems for generating a liquid aerosol |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020117405A RU2020117405A (en) | 2021-12-30 |
RU2020117405A3 RU2020117405A3 (en) | 2021-12-30 |
RU2784395C2 true RU2784395C2 (en) | 2022-11-24 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2051755C1 (en) * | 1989-12-12 | 1996-01-10 | Беспак ПЛС | Sprayer |
EA200701646A1 (en) * | 2005-02-02 | 2008-02-28 | Оглсби Энд Батлер Рисерч Энд Девелопмент Лимитед | DEVICE FOR EVAPORATION OF EVAPORABLE SUBSTANCE |
EP2888963A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Atomizer and electronic cigarette having same |
EP3188570A2 (en) * | 2016-04-22 | 2017-07-05 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Atomizer of electronic cigarette, ceramic heating atomizing core and ceramic heater therein |
EP3200559A2 (en) * | 2016-04-21 | 2017-08-02 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Heating device, atomizing unit, atomizer and electronic cigarette having same |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2051755C1 (en) * | 1989-12-12 | 1996-01-10 | Беспак ПЛС | Sprayer |
EA200701646A1 (en) * | 2005-02-02 | 2008-02-28 | Оглсби Энд Батлер Рисерч Энд Девелопмент Лимитед | DEVICE FOR EVAPORATION OF EVAPORABLE SUBSTANCE |
EP2888963A1 (en) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Atomizer and electronic cigarette having same |
EP3200559A2 (en) * | 2016-04-21 | 2017-08-02 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Heating device, atomizing unit, atomizer and electronic cigarette having same |
EP3188570A2 (en) * | 2016-04-22 | 2017-07-05 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Atomizer of electronic cigarette, ceramic heating atomizing core and ceramic heater therein |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102649033B1 (en) | System for generating liquid aerosol | |
JP7547462B2 (en) | Aerosol generating device and method for generating mixed aerosols | |
RU2616556C2 (en) | Aerosol generating device with air ventilation nozzles | |
KR102471821B1 (en) | A smoking system having a liquid storage portion and improved airflow characteristics | |
KR101949064B1 (en) | Aerosol-generating systems and methods for guiding an airflow inside an electrically heated aerosol-generating system | |
JP7025344B2 (en) | Vaporization assembly with sheet heating element and liquid delivery device for aerosol generation system | |
US7360724B2 (en) | Electrostatic spray nozzle with internal and external electrodes | |
KR20190038806A (en) | Delivering a formulation driven by the Venturi effect in an electronic baffling device | |
US20220015433A1 (en) | Aerosol generating system and cartridge with leakage protection | |
KR20210038962A (en) | Mouthpieces for aerosol-generating devices with woven fiber liners | |
RU2784395C2 (en) | Liquid-drop aerosol generation system (options) | |
RU2809783C2 (en) | Aerosol-generating device and method for generating mixed aerosol | |
WO2024126247A1 (en) | Cartridge with capillary tube | |
KR20240053587A (en) | Mouthpiece with condensation management function |