RU2802359C2 - Способ генерирования аэрозоля и система, генерирующая аэрозоль - Google Patents

Abstract

Заявлена группа изобретений, включающая способ генерирования аэрозоля и систему, генерирующую аэрозоль. Техническим результатом является улучшение транспортировки пара, что предотвращает утечку жидкости, и улучшает качество генерирования аэрозоля. Система, генерирующая аэрозоль, содержит резервуар, удерживающий субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме. Также содержит корпус, содержащий впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха. Также проход для потока воздуха, проходящий между ними, и камеру. Также содержит проницаемый для жидкости нагревательный элемент, проходящий параллельно проходу для потока воздуха. Одна сторона нагревательного элемента находится в сообщении по текучей среде с резервуаром, а противоположная сторона нагревательного элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой. Нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме для генерирования пара внутри камеры, и газопроницаемый элемент, проходящий параллельно проходу для потока воздуха. Одна сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой. Противоположная сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с проходом для потока воздуха. Газопроницаемый элемент выполнен с возможностью обеспечения транспортировки пара в проход для потока воздуха и выполнен с возможностью блокирования транспортировки конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход для потока воздуха. Пар по меньшей мере частично конденсируется в аэрозоль в проходе для потока воздуха. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, и в частности системы, генерирующие аэрозоль, которые производят аэрозоль для вдыхания пользователем.

Один тип системы, генерирующей аэрозоль, представляет собой электрически нагреваемую курительную систему, которая генерирует аэрозоль для вдыхания пользователем. Электрически нагреваемые курительные системы предоставляются в разных формах. Одним известным типом электрически нагреваемой курительной системы является электронная сигарета, которая испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или другую конденсированную форму субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля.

В документе WO 2015/117702A описана система, генерирующая аэрозоль, которая нагревает жидкий субстрат для образования аэрозоля. Нагрев выполняется с использованием сетки нитей накала. Жидкость перемещается к сетке из резервуара для жидкости при помощи капиллярного материала на одной стороне сетки. На другой стороне сетки находится канал для потока воздуха. Испаренный жидкий субстрат, образующий аэрозоль, проходит через сетку в канал для потока воздуха. Сетка вместе с капиллярным материалом используется для предотвращения прохождения капель жидкости в канал для потока воздуха.

Однако в некоторых обстоятельствах жидкий субстрат может конденсироваться или протекать и, как результат, может всасываться через канал для потока воздуха. Это может привести к тому, что пользователь будет испытывать ослабленные ощущения.

В первом аспекте в данном документе предоставлена система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

резервуар, удерживающий субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме;

корпус, содержащий впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха, проход для потока воздуха, проходящий между ними, и камеру;

проницаемый для жидкости нагревательный элемент, проходящий в целом параллельно проходу для потока воздуха, одна сторона нагревательного элемента находится в сообщении по текучей среде с резервуаром, а противоположная сторона нагревательного элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой, причем нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме для генерирования пара внутри камеры; и

газопроницаемый элемент, проходящий в целом параллельно проходу для потока воздуха, одна сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой, а противоположная сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с проходом для потока воздуха.

Преимущественно газопроницаемый элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения транспортировки пара в проход для потока воздуха и может быть выполнен с возможностью блокирования транспортировки конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход для потока воздуха. Пар может по меньшей мере частично конденсироваться в аэрозоль в проходе для потока воздуха. Газопроницаемый элемент может быть выполнен с возможностью транспортировки по существу всего пара, генерируемого внутри камеры, в проход для потока воздуха. Преимущественно по существу весь пар, генерируемый внутри камеры, конденсируется в аэрозоль в проходе для потока воздуха.

Газопроницаемый элемент может содержать сетку. Необязательно сетка может быть гидрофобной. Дополнительно или альтернативно сетка необязательно может быть образована из проволоки, имеющей диаметр от приблизительно 10 мкм до 100 мкм.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях субстрат, генерирующий аэрозоль, необязательно содержит никотин.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях корпус содержит мундштук, в котором расположен резервуар.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях корпус содержит распылитель в сборе, удерживающий проницаемый для жидкости нагревательный элемент и газопроницаемый элемент на расстоянии друг от друга. Необязательно распылитель в сборе дополнительно может содержать крышку, проходящую в целом параллельно проходу для потока воздуха. Газопроницаемый элемент необязательно может быть расположен между крышкой и нагревательным элементом. Необязательно крышка содержит выступающую часть, выполненную с возможностью блокирования прохода для потока воздуха в ответ на вращение крышки. Дополнительно или альтернативно крышка необязательно может дополнительно содержать паз, выполненный с возможностью вмещения ключа. Крышка необязательно может быть вращающейся в ответ на зацепление ключа в пазу с последующим вращением ключа.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях первая часть прохода для потока воздуха необязательно образована в мундштуке, и вторая часть прохода для потока воздуха образована в распылителе в сборе.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях проход для потока воздуха необязательно проходит по прямой линии между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха. Это обеспечивает простую конструкцию и сборку и может снизить вероятность скопления конденсата в определенных местах пути для потока воздуха.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях нагревательный элемент необязательно представляет собой сетчатый нагревательный элемент.

Дополнительно или альтернативно в некоторых конфигурациях система, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит необязательную часть в виде устройства, содержащую блок питания и схему управления, соединенную с блоком питания. Часть в виде устройства необязательно может быть соединена с корпусом, что позволяет подавать питание с блока питания на нагревательный элемент.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется способ генерирования аэрозоля. Способ может включать:

удерживание резервуаром субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме;

нагревание проницаемым для жидкости нагревательным элементом субстрата, генерирующего аэрозоль, для генерирования пара внутри камеры;

обеспечение газопроницаемым элементом транспортировки пара в проход для потока воздуха;

блокирование газопроницаемым элементом транспортировки конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход для потока воздуха; и

по меньшей мере частичное конденсирование пара в аэрозоль в проходе для потока воздуха.

Преимущественно нагревательный элемент может проходить в целом параллельно проходу для потока воздуха внутри корпуса. Корпус дополнительно может содержать впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха, проход для потока воздуха, проходящий между ними, и камеру. Одна сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде с резервуаром, а противоположная сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде с камерой. Газопроницаемый элемент может проходить в целом параллельно проходу для потока воздуха, одна сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой, а противоположная сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с проходом для потока воздуха. Способ подходящим образом может быть реализован с использованием систем, представленных в данном документе, но не ограничивается ими.

Настоящие системы и способы могут включать в себя любую подходящую комбинацию дополнительных признаков и конфигураций. Например, если газопроницаемый элемент содержит сетку, сетка может быть преимущественно образована из коррозионностойкого материала, такого как нержавеющая сталь. Сетка может быть покрыта материалом, который повышает гидрофобность или олеофобность сетки. Например, на сетку или на нити перед образованием сетки из нитей при помощи осаждения из жидкой фазы, осаждения из паровой фазы или плазмотермического испарения могут быть нанесены нанопокрытия карбида кремния, оксида кремния, фторполимеров, оксида титана или оксида алюминия.

Если газопроницаемый элемент содержит сетку, образованную из множества нитей, эти нити могут быть расположены в квадратном переплетении так, что угол между нитями, находящимися в контакте друг с другом, составляет приблизительно 90^o. Однако можно использовать другие углы между нитями, которые контактируют друг с другом. Предпочтительно угол между нитями, которые контактируют друг с другом, составляет от 30^o до 90^o. Множество нитей могут содержать тканый или нетканый материал.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать резервуар (камеру субстрата) для удерживания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкость при комнатной температуре. В этом случае резервуар может быть описан как резервуар для жидкости. Субстрат, образующий аэрозоль, может находиться в другой конденсированной форме, такой как твердая при комнатной температуре, или может находиться в другой конденсированной форме, такой как гель при комнатной температуре, или может находиться в другой конденсированной форме, такой как жидкость при комнатной температуре. Элемент, генерирующий аэрозоль, может быть предусмотрен по меньшей мере частично между резервуаром и проходом для потока воздуха.

Элемент, генерирующий аэрозоль, может содержать нагревательный элемент. При нагреве субстрата, образующего аэрозоль, из субстрата, образующего аэрозоль, могут высвобождаться летучие соединения в виде пара. Затем пар может охлаждаться в потоке воздуха (например, внутри прохода для потока воздуха) с образованием аэрозоля.

Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью функционирования за счет резистивного нагревания. Иначе говоря, нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью генерирования тепла, когда электрический ток проходит через нагревательный элемент.

Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью функционирования за счет индукционного нагревания. Иначе говоря, нагревательный элемент может содержать токоприемник, который при работе нагревается вихревыми токами, индуцированными в токоприемнике. Потери на гистерезис также могут способствовать индукционному нагреву.

Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, за счет проводимости. Нагревательный элемент может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Например, нагревательный элемент может находиться в сообщении по текучей среде, например, может быть в прямом или непрямом контакте с резервуаром. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, за счет конвекции. В частности, нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева потока воздуха, который последовательно проходит через субстрат, образующий аэрозоль, или мимо.

Нагревательный элемент может быть проницаемым для жидкости (проницаемым для текучей среды). В частности, нагревательный элемент может позволять пару проходить из субстрата, образующего аэрозоль, через нагревательный элемент и в камеру. Нагревательный элемент может быть расположен между камерой и резервуаром, или между камерой и каналом, соединенным с резервуаром, или между камерой и одной или более транспортных сред (такой как капиллярный материал), соединенных с резервуаром. Нагревательный элемент может отделять камеру от резервуара, или может отделять камеру от указанного канала, или может отделять камеру от указанных одной или более транспортных сред. Одна сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с камерой, а противоположная сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с субстратом, генерирующим аэрозоль (субстрат, образующий аэрозоль).

В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент в целом представляет собой плоский, проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, такой как сетка, перфорированная пластина или перфорированная фольга.

Нагревательный элемент может содержать сетку, образованную из множества электропроводящих нитей. Электропроводящие нити могут образовывать промежутки между нитями, и промежутки могут иметь ширину от 10 мкм до 100 мкм. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в промежутках, так что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, который должен испаряться, втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между нагревателем в сборе и жидкостью.

Электропроводящие нити могут образовывать сетку размером от 160 до 600 меш по стандарту США (±10%) (т.е. от 160 до 600 нитей на дюйм (±10%)). Ширина промежутков предпочтительно составляет от 75 мкм до 25 мкм. Процентное соотношение открытой площади сетки, которое является отношением площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от 25 до 56%. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. В качестве альтернативы электропроводящие нити состоят из матрицы нитей, расположенных параллельно друг другу.

Электропроводящие нити могут иметь диаметр от 8 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 8 мкм до 50 мкм, и более предпочтительно от 8 мкм до 39 мкм.

Площадь сетки, матрицы или тканого материала из электропроводящих нитей может быть небольшой, предпочтительно менее или равной 25 мм², позволяя встраивать их в удерживаемую рукой систему. Сетка, матрица или тканый материал из электропроводящих нитей могут иметь, например, прямоугольную форму и размеры 5 мм на 2 мм.

Электропроводящие нити могут содержать любой подходящий электропроводящий материал. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании Titanium Metals Corporation. Нити могут быть покрыты одним или более изоляционными материалами. Предпочтительными материалами для электропроводящих нитей являются нержавеющая сталь марок 304, 316, 304L и 316L, а также графит.

Электрическое сопротивление сетки, матрицы или материала из электропроводящих нитей элемента нагревателя предпочтительно составляет от 0,3 до 4 Ом. Более предпочтительно, электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей составляет от 0,5 до 3 Ом, и более предпочтительно приблизительно 1 Ом.

Система может содержать электрические контакты, прикрепленные к нагревательному элементу. Электрический ток может пропускаться в нагревательный элемент и из него через электрические контакты, например, из части в виде устройства, с которой может быть разъемно соединен корпус. Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей предпочтительно по меньшей мере на порядок и более предпочтительно по меньшей мере на два порядка превышает электрическое сопротивление электрических контактов. Это обеспечивает генерирование тепла нагревательным элементом, а не электрическими контактами.

Элемент, генерирующий аэрозоль, может распылять субстрат, образующий аэрозоль, другим способом, кроме нагревания. Например, элемент, генерирующий аэрозоль, может содержать вибрирующую мембрану или может вытеснять субстрат, образующий аэрозоль, через тонкую сетку.

Резервуар (камера для субстрата, образующего аэрозоль) может содержать или может быть соединен с капиллярным материалом или другим материалом для удерживания жидкости, выполненным с возможностью подачи субстрата, образующего аэрозоль, в нагревательный элемент или другой элемент, генерирующий аэрозоль.

Капиллярный материал может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон или нитей, или других трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть, в целом, выровнены для передачи жидкости к нагревателю или другому элементу, генерирующему аэрозоль. Альтернативно капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может транспортироваться за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика.

Капиллярный материал может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с электропроводящими нитями нагревательного элемента. Капиллярный материал может проходить внутрь промежутков между нитями. Нагревательный элемент может втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутрь промежутков за счет капиллярного действия.

Корпус может содержать два или более различных капиллярных материалов (две или более транспортные среды), при этом первый капиллярный материал, находящийся в контакте с нагревательным элементом, имеет более высокую температуру термического разложения, а второй капиллярный материал, находящийся в контакте с первым капиллярным материалом, но не находящийся в контакте с нагревательным элементом, имеет более низкую температуру термического разложения. Первый капиллярный материал эффективно действует как разделитель, отделяющий нагревательный элемент от второго капиллярного материала, так что второй капиллярный материал не подвергается воздействию температур, превышающих его температуру термического разложения. В данном контексте «температура термического разложения» означает температуру, при которой материал начинает разлагаться и терять массу в результате образования газообразных продуктов. Второй капиллярный материал может преимущественно занимать больший объем, чем первый капиллярный материал, и может удерживать большее количество субстрата, образующего аэрозоль, чем первый капиллярный материал. Второй капиллярный материал может иметь лучшие капиллярные свойства, чем первый капиллярный материал. Второй капиллярный материал может являться менее дорогостоящим или иметь более высокую заполняемость, чем первый капиллярный материал. Второй капиллярный материал может представлять собой полипропилен.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать внутреннюю часть корпуса, образующую камеру. Внутренняя часть корпуса может вмещаться в наружную часть корпуса. Наружная часть корпуса может содержать мундштук, через который пользователь делает затяжку для втягивания воздуха через проход для потока воздуха из впускного отверстия для воздуха в выпускное отверстие для воздуха. Газопроницаемый элемент может быть расположен на внутренней части корпуса. Газопроницаемый элемент может быть расположен между камерой и каналом для потока воздуха. Газопроницаемый элемент может отделять камеру от канала для потока воздуха. Одна сторона газопроницаемого элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с камерой, а противоположная сторона газопроницаемого элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с проходом для потока воздуха. Газопроницаемый элемент может быть прикреплен ко внутренней части корпуса путем зажатия. Например, газопроницаемый элемент может быть зажат между двумя частями корпуса. Газопроницаемый элемент может быть прикреплен ко внутренней части корпуса путем многослойного литья. Иначе говоря, часть внутренней части корпуса может быть отлита вокруг газопроницаемого элемента.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать одно или более впускных отверстий для воздуха и необязательно может содержать множество впускных отверстий для воздуха. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать выпускное отверстие для воздуха и необязательно может содержать множество выпускных отверстий для воздуха.

Система, генерирующая аэрозоль, может иметь наружную часть корпуса. Наружная часть корпуса может быть выполнена с возможностью удержания пользователем в одной руке. Наружная часть корпуса может быть образована из пластикового материала или из металла.

Система, генерирующая аэрозоль, повторно заполняемой субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкость при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой гель или может представлять собой твердое вещество при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен в форме капсулы или таблетки или может быть предоставлен в форме частиц.

Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой или включает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может альтернативно содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которое при использовании способствует образованию плотного и устойчивого аэрозоля и при рабочей температуре системы по существу устойчиво к термической деградации. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, помимо всего прочего: 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. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы и вода.

Система может дополнительно содержать электрическую схему, соединенную с элементом нагревателя и электрическим блоком питания; при этом электрическая схема выполнена с возможностью контроля электрического сопротивления нагревательного элемента или одной или более нитей нагревательного элемента и с возможностью управления подачей питания на нагревательного элемента от блока питания в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента или, в частности, электрического сопротивления одной или более нитей. Необязательно электрическая схема и источник электропитания могут быть расположены в части в виде устройства, с которой корпус может быть разъемно соединен.

Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер, или специализированную интегральную схему (ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный элемент или другой компонент, генерирующий аэрозоль. Питание может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный элемент в форме импульсов электрического тока.

Система может представлять собой электрическую курительную систему. Система может представлять собой переносную систему, генерирующую аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Курительная система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительная система может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.

Система преимущественно содержит блок питания, как правило, батарею, такую как литий-железо-фосфатную батарею, внутри главной части корпуса или внутри части в виде устройства, которая может быть соединена с основною частью корпуса. В качестве альтернативы блок питания может представлять собой устройство аккумулирования заряда другого вида, такое как конденсатор. Блок питания может требовать перезарядки и может обладать емкостью, позволяющей накапливать достаточное количество энергии для одного или более сеансов курения. 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 обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж и часть в виде устройства, при этом картридж при использовании соединен с частью в виде устройства. Картридж может содержать субстрат, образующий аэрозоль, камеру и нагревательный элемент или другой элемент, генерирующий аэрозоль. Часть в виде устройства может содержать блок питания и схему управления, соединенную с блоком питания. Часть в виде устройства соединена с картриджем, что позволяет подавать питание с блока питания на элемент, генерирующий аэрозоль.

Картридж может содержать выпускное отверстие для воздуха. Картридж может содержать резервуар, удерживающий субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме. Картридж может содержать корпус. Картридж может содержать проницаемый для жидкости нагревательный элемент. Картридж может содержать газопроницаемый элемент. Картридж может содержать камеру. Картридж может содержать внутреннюю часть корпуса и наружную часть корпуса. Часть в виде устройства может содержать корпус устройства, которая входит в зацепление с внутренней частью корпуса или наружной частью корпуса, или обеими. Проход для потока воздуха может проходить через картридж и часть в виде устройства или может проходить только через часть картриджа.

Электрические контакты могут находиться в картридже и могут входить в контакт с соответствующими электрическими контактами на части в виде устройства.

Предусмотренные здесь конфигурации обеспечивают ряд преимуществ. В частности, настоящие конфигурации могут уменьшать утечку жидкости из системы, генерирующей аэрозоль, или из картриджа в системе, генерирующей аэрозоль. Обеспечение камеры обеспечивает местоположение, внутри которого может собираться субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме, например, который может протекать через проницаемый для жидкости нагревательный элемент. Обеспечение газопроницаемого элемента блокирует транспортировку собранного субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме в проход для потока воздуха. Раскрытый в настоящее время предмет изобретения также предоставляет систему, которая является надежной и простой в изготовлении.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 - вид в перспективе картриджа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, с определенными элементами, показанными с частичной прозрачностью;

фиг. 3 - поперечное сечение картриджа с фиг. 2;

фиг. 4 - покомпонентный вид картриджа с фиг. 2;

фиг. 5 - вид в перспективе картриджа и ключа в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 - вид в перспективе картриджа с фиг. 5, с определенными элементами, показанными с частичной прозрачностью;

фиг. 7A - поперечное сечение картриджа с фиг. 5 в закрытом положении;

фиг. 7B - поперечное сечение картриджа с фиг. 5 в открытом положении;

фиг. 8 - покомпонентный вид картриджа с фиг. 5; и

фиг. 9 - порядок операций в способе для генерирования аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение системы 100, генерирующей аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением. Система, генерирующая аэрозоль, представляет собой удерживаемую рукой курительную систему, выполненную с возможностью генерирования аэрозоля для вдыхания пользователем. В частности, система, показанная на фиг. 1, представляет собой курительную систему, которая генерирует аэрозоль, содержащий никотин и вкусоароматические соединения.

Система 100 по фиг. 1 содержит две части, часть 10 в виде устройства и картридж 20. При использовании картридж 20 прикреплен к части 10 в виде устройства.

Часть 10 в виде устройства содержит корпус 11 устройства, который удерживает перезаряжаемую батарею 12 и электрическую схему 13 управления. Перезаряжаемая батарея 12 представляет собой литий-железо-фосфатную батарею. Схема 13 управления содержит программируемый микропроцессор и датчик потока воздуха. Необязательно часть 10 в виде устройства содержит впускное отверстие 15 для воздуха части в виде устройства, выпускное отверстие 16 для воздуха части в виде устройства и проходящий между ними проход 14 для потока воздуха части в виде устройства.

Картридж 20 (и, таким образом, система 100) может содержать резервуар 23, удерживающий субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме; корпус 21, содержащий впускное отверстие 25 для воздуха, выпускное отверстие 26 для воздуха, проход 24 для потока воздуха, проходящий между ними, и камеру 33; проницаемый для жидкости нагревательный элемент 32 (или другой элемент, генерирующий аэрозоль), проходящий в целом параллельно проходу 24 для потока воздуха; и газопроницаемый элемент 34, проходящий в целом параллельно проходу 24 для потока воздуха. В конфигурации, показанной на фиг. 1, одна сторона нагревательного элемента 32 находится в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с резервуаром 23, а противоположная сторона нагревательного элемента 32 находится в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с камерой 33. Например, нагревательный элемент 32 может находиться в прямом контакте с резервуаром 23 или может находиться в непрямом контакте с резервуаром 23 через канал или носитель 31 для транспортировки. Нагревательный элемент 32 может быть выполнен с возможностью нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме для генерирования пара внутри камеры 33 таким образом, как описано где-либо еще в настоящем документе. Одна сторона газопроницаемого элемента 34 может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с камерой 33, а противоположная сторона газопроницаемого элемента 34 может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с проходом 24 для потока воздуха. Газопроницаемый элемент 34 может быть выполнен с возможностью обеспечения транспортировки пара в проход 24 для потока воздуха и может быть выполнен с возможностью блокирования транспортировки конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход 34 для потока воздуха. Пар по меньшей мере частично конденсируется в аэрозоль в проходе 24 для потока воздуха.

Картридж 20 содержит картридж корпус 21, разъемно прикрепленный к корпусу 11 устройства, например, при помощи соединения на защелках. Корпус 21 картриджа удерживает элемент, генерирующий аэрозоль, который в одной конфигурации представляет собой или содержит нагревательный элемент 32. Нагревательный элемент 32 может, например, представлять собой или содержать резистивный нагревательный элемент. Питание может подаваться в элемент из батареи 12 под управлением схемы 13 управления. Такое питание может проводиться от батареи 12 в нагревательный элемент 32 через любую комбинацию проводящих материалов, таких как металл (металлы).

Картридж 20 также удерживает субстрат, образующий аэрозоль, в конденсированной форме в резервуаре 23 (камере для субстрата). В некоторых конфигурациях резервуар 23 ограничен боковой стенкой 22 и корпусом 21 картриджа и соединен по текучей среде с нагревателем 32 через канал или одну или более транспортных сред, в этом примере субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой смесь, жидкую при комнатной температуре, и содержит никотин, ароматизаторы, вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин или пропиленгликоль, и воду. Однако следует понимать, что надлежащим образом может быть использована любая другая конденсированная форма субстрата, образующего аэрозоль. В некоторых конфигурациях одна или более транспортных сред, например, один или более капиллярных материалов 31, могут быть предусмотрены в камере 23 субстрата и могут быть расположены так, чтобы способствовать доставке субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу 32, независимо от ориентации системы 100 относительно силы тяжести.

Весь проход для потока воздуха, содержащий проход для потоков 14, 24 воздуха, образован через систему. В данном примере часть 24 прохода для потока воздуха проходит через картридж 20 и часть 14 прохода для потока воздуха проходит через часть 10 в виде устройства. Датчик потока воздуха, включенный в схему 13 управления, расположен с возможностью обнаружения потока воздуха через часть 14 прохода для потока воздуха в части в виде устройства. Проход для потока воздуха системы 100 проходит от впускного отверстия 15 для воздуха до выпускного отверстия 26 для воздуха. В части 10 в виде устройства проход 14 для потока воздуха части в виде устройства проходит от впускного отверстия 15 для воздуха части в виде устройства до выпускного отверстия 16 для воздуха части в виде устройства. В картридже 20 проход 24 для потока воздуха проходит от впускного отверстия 25 для воздуха до выпускного отверстия 26 для воздуха. Выпускное отверстие 26 для воздуха расположено на мундштучном конце картриджа 20. Когда пользователь затягивается на мундштучном конце картриджа 20, внутри картриджа 20 воздух втягивается из впускного отверстия для воздуха 25, через проход 24 для потока воздуха, к выпускному отверстию 26 для воздуха.

В конфигурации, показанной на фиг. 1, нагреватель 32 является в целом плоским и расположен между каналом или одним или более капиллярными материалами 31 и камерой 33; и газопроницаемый элемент 34 является в целом плоским, расположенным между камерой 33 и проходом 24 для потока воздуха. Нагреватель 32 и газопроницаемый элемент 34 могут быть расположены по существу параллельно друг другу и/или могут быть отделены друг от друга камерой 33. При эксплуатации нагревательный элемент 32 испаряет путем нагрева субстрат, образующий аэрозоль, с образованием пара. Пар может проходить через сетчатый нагревательный элемент 32 в камеру 33. Газопроницаемый элемент 34 обеспечивает транспортировку пара в проход 24 для потока воздуха. Пар увлекается воздухом, протекающим через проход 24 для потока воздуха и охлаждается с образованием аэрозоля перед выходом из системы через выпускное отверстие 26 для воздуха.

Газопроницаемый элемент 34 может содержать сетку. Газопроницаемый элемент 34 (например, сетка) блокирует выход жидких капель, имеющих диаметр больше определенного диаметра, из камеры 33 и, таким образом, блокирует попадание таких жидких капель в проход 24 для потока воздуха. Соответственно, газопроницаемый элемент 34 может блокировать транспортировку конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход 24 для потока воздуха, что, таким образом, улучшает впечатления пользователя.

Система 100, в данном примере состоящая из части 10 в виде устройства и картриджа 20, является продолговатой и имеет длину значительно больше ее ширины или толщины. Мундштучный конец находится на одном конце длины системы 100, например, может быть расположен на конце, содержащем выпускное отверстие 26 для воздуха. Эта форма позволяет пользователю при использовании системы удобно держать систему 100 в одной руке. Можно сказать, что длина системы 100 проходит в продольном направлении. Проход для потока воздуха, включая элементы 14, 24, проходит в продольном направлении вдоль газопроницаемого элемента 34. Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент 32 и газопроницаемый элемент 34 каждый и независимо друг от друга могут быть в целом плоскими и проходить параллельно продольному направлению. Нагревательный элемент 32 и газопроницаемый элемент каждый и независимо друг от друга могут быть удлиненными, при этом длина проходит в продольном направлении. Данное расположение обеспечивает возможность размещения нагревательного элемента и газопроницаемого элемента с относительно большой площадью поверхности в тонкой, простой для удерживания системе.

В эксплуатации нагревательный элемент 32 может активироваться схемой 13 управления только во время затяжек пользователя или может активироваться непрерывно после включения системы 100, например, при помощи переключателя в части 10 в виде устройства, функционально связанного со схемой 13 управления. В первом случае затяжки пользователя обнаруживаются, когда датчик потока (конкретно не изображенная часть схемы 13 управления) обнаруживает поток воздуха через проход 14 для потока воздуха части в виде устройства со скоростью потока воздуха выше порогового значения. В ответ на выходные данные датчика потока схема 13 управления подает питание в нагревательный элемент 32. Подача питания в нагревательный элемент 32 может обеспечиваться в течение заданного промежутка времени после обнаружения затяжки пользователя или может подвергаться управлению до удовлетворения условия выключения на основе сигналов из датчика потока и/или на основе других входных данных, принимаемых из схемы 13 управления, таких как показатели температуры или сопротивления нагревательного элемента. В одном примере на нагревательный элемент 32 подается мощность 6 ватт в течение 3 секунд после обнаружения затяжки пользователя. Когда на нагревательный элемент 32 подается питание, он нагревается. Когда он нагревается достаточно, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, вблизи нагревательного элемента 32 испаряется и попадает в камеру 33, из которой он транспортируется через газопроницаемый элемент 34.

Во втором случае питание непрерывно подается схемой 13 управления на нагревательный элемент 32 во время эксплуатации после активации системы 100. Активация может быть основана на пользовательском вводе в систему, таком как нажатие кнопки или иная активация переключателя, находящегося в функциональной связи со схемой 13 управления. В одном варианте осуществления на нагревательный элемент 32 после активации подается мощность 3,3 ватта независимо от затяжек пользователя. Это также может регулироваться на основе других входных данных в схему 13 управления, таких как измеренные температура или сопротивление нагревательного элемента. Система может быть выключена по прошествии заданного времени после активации или на основании дополнительного ввода пользователя.

В качестве другой альтернативы может использоваться гибридная схема подачи питания, в которой между затяжками пользователя подается мощность 3,3 ватта, однако в течение 2 секунд после обнаружения каждой затяжки пользователя подается мощность 7 ватт. Это может приводить к большему объему генерируемого аэрозоля.

Сгенерированный пар проходит через нагревательный элемент 32 в камеру, из которой он транспортируется через газопроницаемый элемент 34 и затем увлекается потоком воздуха через проход 24 для потока воздуха. Пар охлаждается в потоке воздуха с образованием аэрозоля. Аэрозоль проходит через выпускное отверстие 26 для воздуха и в рот пользователя.

В конфигурациях, содержащих капиллярный материал или другую транспортную среду 31 конденсированная форма субстрата, генерирующего аэрозоль (например, жидкость или гель), испаряемая нагревательным элементом 32, покидает капиллярный материал 31. Эта конденсированная форма (например, жидкость или гель) замещается конденсированной формой (например, жидкостью или гелем), по-прежнему остающейся в камере 23 субстрата, поэтому вблизи нагревательного элемента имеется конденсированная форма (например, жидкость или гель), готовая к следующей затяжке пользователя.

Возможно, что затяжками пользователя из системы 100 вытягивается не весь испаренный субстрат, образующий аэрозоль. В этом случае субстрат, образующий аэрозоль, может конденсироваться с образованием крупных капель в камере 33. Некоторая часть жидкости может проходить через нагревательный элемент 32 без испарения как во время использования, так и между использованиями системы. Поскольку газопроницаемый элемент 34 блокирует транспортировку конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход 24 для потока воздуха, крупные капли или большие количества конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, не могут втягиваться в рот пользователя через проход 24 для потока воздуха и выпускное отверстие 26 для воздуха, что, таким образом, улучшает впечатления пользователя. Например, крупные капли могут предоставить неприятные впечатления пользователю, если они попадут к нему в рот. Газопроницаемый элемент 34 защищает таким образом и пользователя, и схему 13 управления, и батарею 12 в части 10 в виде устройства от протекания жидкости из картриджа 20. Газопроницаемый элемент 34 может содержать один слой сетки или может содержать более одного слоя сетки. Слои могут иметь разные размеры.

На фиг. 2 представлен вид в перспективе картриджа 220 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, с определенными элементами, показанными с частичной прозрачностью. На фиг. 3 представлено поперечное сечение картриджа 220 по фиг. 2. На фиг. 4 представлен покомпонентный вид картриджа 220 по фиг. 2.

Картридж 220, показанный на фиг. 2-4 содержит наружный корпус 221 и внутренний корпус 231. Наружный корпус 221 содержит проход 224 для потока воздуха, выпускное отверстие 226 для воздуха, резервуар 223 и пазы 241. Внутренний корпус 231 содержит язычки 242, выполненные с возможностью зацепления с пазами 241, чтобы запирать внутренний корпус 231 в наружном корпусе 221 и блокировать доступ к резервуару 223 или утечку из него во время стандартного использования. Внутренний корпус 231 содержит выступ 238, который проходит в проход 224 для потока воздуха наружного корпуса 221 и входит с ним в зацепление, например, в зацепление с плотной скользящей посадкой или другое подходящее зацепление, которое блокирует утечку субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме из резервуара 223 в проход 224 для потока воздуха.

Внутренний корпус 231 удерживает первый и второй капиллярные материалы (две или более транспортных сред) 239, 235, нагреватель в сборе, включающий элементы 232, 237, газопроницаемый элемент 234 и крышку 236. Нагреватель в сборе содержит крепление 237 нагревателя, которое поддерживает проницаемый для жидкости нагревательный элемент 232. Внутренний корпус 231 удерживает капиллярные материалы 239, 235 в креплении 237 нагревателя и находится в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с нагревательным элементом 232. Картридж 220 также содержит электрические контактные элементы 240, которые проходят между сетчатым нагревательным элементом и наружной поверхностью картриджа, на конце части в виде устройства картриджа (противоположном мундштучному концу). Электрические контактные элементы 240 сопрягаются с соответствующими электрическими контактами на части в виде устройства системы (например, выполненной аналогично части 10 в виде устройства, описанной выше со ссылкой на фиг. 1), обеспечивая возможность подачи питания на нагревательный элемент 232 батареей (например, батареей 12) под управлением схемы управления (например, схемы 13 управления). Газопроницаемый элемент 234 зажат на нагревателе в сборе во внутреннем корпусе 231 крышкой 236, которая пригнана и введена в контакт с внутренней поверхностью внутреннего корпуса 231, например, в соединение с плотной скользящей посадкой или другое подходящее соединение, препятствующее утечке субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме по окружности наружных боковых стенок крышки 236. Проход 224 для потока воздуха образован через внутренний корпус 231 и наружный корпус 221 между впускным отверстием 225 для воздуха и выпускным отверстием 226 для воздуха. Впускное отверстие 225 для воздуха может быть соединено с выпускным отверстием для воздуха части в виде устройства, например, подобно соединению впускного отверстия 25 для воздуха с выпускным отверстием 16 для воздуха части 10 в виде устройства, описанного со ссылкой на фиг. 1. Пространство между нагревателем 232 и газопроницаемым элементом 234 образует камеру 233. Эластомерный уплотнительный элемент 243 предусмотрен для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения между внутренним корпусом 231 и наружным корпусом 221.

В одной примерной конфигурации сетка газопроницаемого элемента 234 сделана из проволоки из нержавеющей стали, имеющей диаметр приблизительно 50 мкм. Отверстия сетки имеют диаметр приблизительно 100 мкм. Сетка может быть покрыта карбидом кремния.

Дополнительно или альтернативно сетка нагревательного элемента 232 также может быть образована из нержавеющей стали и имеет размер сетки приблизительно 400 меш по стандарту США (приблизительно 400 нитей на дюйм). Нити могут иметь диаметр приблизительно 16 мкм. Нити, образующие сетку, могут образовывать промежутки между нитями. Промежутки в данном примере имеют ширину приблизительно 37 мкм, хотя могут быть использованы большие или меньшие промежутки. Использование сетки с данными приблизительными размерами обеспечивает возможность образования в промежутках мениска субстрата, образующего аэрозоль, и втягивания сеткой нагревателя в сборе субстрата, образующего аэрозоль, за счет капиллярного действия. Открытая площадь сетки нагревательного элемента, т.е. отношение площади промежутков к общей площади сетки, преимущественно составляет от 25 до 56%. Общее электрическое сопротивление нагревателя в сборе составляет приблизительно 1 Ом.

Внутренний корпус 231 и наружный корпус 221 могут быть образованы из металла или прочных пластиковых материалов. Аналогично крепление 237 нагревателя и/или крышка 236 могут быть образованы из теплостойкого пластикового материала.

Картридж, показанный на фиг. 2-4, является простым в сборке. Сборка внутреннего корпуса 231, капиллярных материалов 239, 235, нагревателя в сборе, включая элементы 232, 237, газопроницаемый элемент 234, крышку 236 и уплотнительный элемент 243 может быть описана как распылитель в сборе. Сначала собирается распылитель в сборе. Распылитель в сборе затем вдвигают во внешний корпус 221. Пара выступов 242 на внутреннем корпусе 231 защелкивается в соответствующие отверстия или пазы 241 на наружном корпусе 221 для закрепления внутреннего корпуса на наружном корпусе. Камера 223, удерживающая субстрат, образующий аэрозоль, может быть образована как внутренним, так и наружным корпусами 231, 221. Наружный корпус 221 может содержать жидкий (или в другой конденсированной фазе) субстрат, образующий аэрозоль, до крепления распылителя в сборе. Альтернативно камера субстрата, образующего аэрозоль, может быть заполнена после прикрепления распылителя в сборе к наружному корпусу через заправочное отверстие (не показано).

Картридж, показанный на фиг. 2-4, действует так, как описано в отношении фиг. 1.

На фиг. 5 представлен вид в перспективе картриджа 520 и ключа 560 в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 6 представлен вид в перспективе картриджа по фиг. 5, с определенными элементами, показанными с частичной прозрачностью. На фиг. 7A представлено поперечное сечение картриджа по фиг. 5 в закрытом положении. На фиг. 7B представлено поперечное сечение картриджа по фиг. 5 в открытом положении. На фиг. 8 представлен покомпонентный вид картриджа по фиг. 5.

Картридж 520, показанный на фиг. 5-8, во многих отношениях аналогичен картриджу 220, описанному со ссылкой на фиг. 2-4. Например, картридж 520, показанный на фиг. 5-8, содержит наружный корпус 521 и внутренний корпус 531. Наружный корпус 521 содержит проход 524 для потока воздуха, выпускное отверстие 526 для воздуха, резервуар 523 и пазы 541. Внутренний корпус 531 содержит язычки 542, выполненные с возможностью зацепления с пазами 541, чтобы запирать внутренний корпус 531 в наружном корпусе 521 и блокировать доступ к резервуару 523 или утечку из него во время стандартного использования. Внутренний корпус 531 содержит выступ 538, который проходит в проход 524 для потока воздуха наружного корпуса 521 и входит с ним в зацепление, например, в зацепление с плотной скользящей посадкой или другое подходящее зацепление, которое блокирует утечку субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме из резервуара 523 в проход 524 для потока воздуха.

Аналогично описанному со ссылкой на фиг. 2-4, внутренний корпус 531 картриджа 520 удерживает первый и второй капиллярные материалы (две или более транспортных сред) 539, 535, нагреватель в сборе, газопроницаемый элемент 534 и крышку 536. Нагреватель в сборе содержит крепление 537 нагревателя, которое поддерживает проницаемый для жидкости нагревательный элемент 532. Внутренний корпус 531 удерживает капиллярные материалы 539, 535 в креплении 537 нагревателя и находится в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с нагревательным элементом 532, аналогично тому, как описано в другом месте в данном документе. Картридж 520 также содержит электрические контактные элементы 540, которые проходят между сетчатым нагревательным элементом и наружной поверхностью картриджа, на конце части в виде устройства картриджа (противоположном мундштучному концу). Электрические контактные элементы 540 сопрягаются с соответствующими электрическими контактами на части в виде устройства системы (например, выполненной аналогично части 10 в виде устройства, описанной выше со ссылкой на фиг. 1), обеспечивая возможность подачи питания на нагревательный элемент 532 батареей (например, батареей 12) под управлением схемы управления (например, схемы 13 управления). Пространство между нагревателем 532 и газопроницаемым элементом 534 образует камеру 533. Эластомерный уплотнительный элемент 543 предусмотрен для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения между внутренним корпусом 531 и наружным корпусом 521.

Газопроницаемый элемент 534 зажат на нагревателе в сборе во внутреннем корпусе 531 крышкой 536, которая пригнана и введена в контакт с внутренней поверхностью внутреннего корпуса 531, например, в соединение с плотной скользящей посадкой или другое подходящее соединение, препятствующее утечке субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме по окружности наружных боковых стенок крышки 536. В конфигурации, показанной на фиг. 5-8, крышка 536 выполнена с возможностью поворота и, следовательно, надлежащим образом может осуществлять несколько менее плотную посадку, чем у крышки 236, описанной со ссылкой на фиг. 2-4, чтобы таким образом обеспечивать больше свободы в движении. Уплотнительное кольцо 538 может быть выполнено с возможностью обеспечения свободы вращательного движения крышки 536, при этом сохраняется непроницаемое для жидкости уплотнение для блокирования утечки субстрата, генерирующего аэрозоль, вокруг боковых стенок крышки 536.

Крышка 536, показанная на фиг. 5-8, выполнена с возможностью открытия и закрытия в ответ на зацепление с ключом 560 и его поворачивание пользователем, прохода 524 для потока воздуха через внутренний корпус 531 и наружный корпус 521 между впускным отверстием 525 для воздуха и выпускным отверстием 526 для воздуха. Более конкретно, впускное отверстие 525 для воздуха может быть соединено с выпускным отверстием для воздуха части в виде устройства, например, подобно соединению впускного отверстия 55 для воздуха с выпускным отверстием 16 для воздуха части 10 в виде устройства, описанного со ссылкой на фиг. 1. Выступы 563, 564 на ключе 560 соответственно входят в зацепление с пазами 565, 566, образованными в крышке 536, через отверстия 561, 562, образованные в наружном корпусе 521. В ответ на поворачивание ключа 560 в первом направлении (например, по часовой или против часовой стрелки), выступающая часть 567 крышки 536 может проходить в путь 524 потока воздуха, так чтобы блокировать поток воздуха между впускным отверстием 525 для воздуха и выпускным отверстием 526 для воздуха таким образом, как показано на фиг. 7A, чтобы таким образом деактивировать использование системы, предоставляющее ощущения подобные курению. В ответ на поворачивание ключа 560 в первом направлении (например, против часовой или по часовой стрелке) выступающая часть 567 крышки 536 может выходить из пути 524 потока воздуха, так чтобы обеспечивать поток воздуха между впускным отверстием 525 для воздуха и выпускным отверстием 526 для воздуха через полость 567, так как это показано на фиг. 7В, чтобы таким образом деактивировать использование системы, предоставляющее ощущения подобные курению. Полость 568 в распылителе в сборе можно рассматривать для образования первой части прохода для потока воздуха между впускным отверстием 525 для воздуха и выпускным отверстием 526 для воздуха, и корпус 521 можно рассматривать для образования второй части прохода для потока воздуха между впускным отверстием 515 для воздуха и выпускным отверстие 526 для воздуха. Следовательно, пользователь может управлять активацией или деактивацией системы путем зацепления ключа 560 с картриджем 520 и вращения ключа таким образом, чтобы открывать или закрывать проход 524 для потока воздуха, и может вынуть ключ 560, чтобы зафиксировать систему в желаемом активированном или деактивированном положении.

Необязательно положения концов отверстий 561, 562 могут определять пределы вращения крышки 536, так что пользователь, поворачивая ключ 560, может поворачивать крышку 536 только в выбранном диапазоне позиций (например, между одним закрытым положением, как показано на фиг. 7A, и одним открытым положением, как показано на фиг. 7B). В одной конфигурации отверстия 561, 562 выполнены таким образом, чтобы крышку 536 можно было поворачивать приблизительно на 90 градусов, используя ключ 560.

Другие компоненты картриджа 520 могут быть выполнены аналогично соответствующим компонентам, описанным со ссылкой на фиг. 2-4, и картридж 520 может быть собран аналогично описанному со ссылкой на фиг. 2-4, с добавлением прижимающего уплотнительного кольца 538 в углублении, образованном в верхней части крышки 536. Картридж, показанный на фиг. 5-8, действует так, как описано в отношении фиг. 1.

На фиг. 9 изображен порядок операций в способе 90 генерирования аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением. Операции в способе 90 могут быть реализованы с использованием системы 100, описанной со ссылкой на фиг. 1, с картриджем 220, описанным со ссылкой на фиг. 2-4, и/или с картриджем 520, описанным со ссылкой на фиг. 5-8.

Способ 90, показанный на фиг. 9, включает удерживание, резервуаром субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме (операция 91). Например, резервуар 23 картриджа 20, резервуар 223 картриджа 220, или резервуар 523 картриджа 520 может удерживать субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме. Конденсированная форма может содержать твердое вещество, гель или жидкость. В одном неограничивающем примере субстрат, генерирующий аэрозоль, представляет собой жидкость или содержит ее.

Способ 90, показанный на фиг. 9, также включает нагревание проницаемым для жидкости нагревательным элементом субстрата, генерирующего аэрозоль, для генерирования пара внутри камеры (операция 92). Например, нагреватель 32 картриджа 20 может нагревать субстрат, генерирующий аэрозоль, полученный из резервуара 23, таким образом генерируя пар внутри камеры 33. В качестве другого примера, нагреватель 232 картриджа 220 может нагревать субстрат, генерирующий аэрозоль, полученный из резервуара 223, таким образом генерируя пар внутри камеры 233. В качестве другого примера, нагреватель 532 картриджа 520 может нагревать субстрат, генерирующий аэрозоль, полученный из резервуара 523, таким образом генерируя пар внутри камеры 533. Тем не менее, следует отметить, что операция 92 соответственно может быть изменена таким образом, чтобы генерировать пар в камере, применяя операцию, отличную от нагревания, например, такую, как описано где-либо еще в настоящем документе.

Способ 90, показанный на фиг. 9, также включает обеспечение транспортировки газопроницаемым элементом пара в проход для потока воздуха (операция 93). Например, газопроницаемый элемент 34 может обеспечивать транспортировку пара из камеры 33 в проход 24 для потока воздуха. В качестве другого примера, газопроницаемый элемент 234 может обеспечивать транспортировку пара из камеры 233 в проход 224 для потока воздуха. В качестве еще одного примера, газопроницаемый элемент 534 может обеспечивать транспортировку пара из камеры 533 в проход 524 для потока воздуха.

Способ 90, показанный на фиг. 9, также включает блокирование транспортировки газопроницаемым элементом конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход для потока воздуха (операция 94). Например, газопроницаемый элемент 34 может блокировать транспортировку капель или больших количеств субстрата, генерирующего аэрозоль, из камеры 33 в проход 24 для потока воздуха. В качестве другого примера, газопроницаемый элемент 234 может блокировать транспортировку капель или больших количеств субстрата, генерирующего аэрозоль, из камеры 233 в проход 224 для потока воздуха. В качестве еще одного примера, газопроницаемый элемент 534 может блокировать транспортировку капель или больших количеств субстрата, генерирующего аэрозоль, из камеры 533 в проход 524 для потока воздуха.

Способ 90, показанный на фиг. 9, также включает по меньшей мере частичную конденсацию пара в аэрозоль в проходе для потока воздуха (операция 95). Например, пар, для которого газопроницаемый элемент 34 обеспечивает транспортировку в проход 24 для потока воздуха, может конденсироваться в аэрозоль после транспортировки в такой проход. Или, например, пар, для которого газопроницаемый элемент 234 обеспечивает транспортировку в проход 224 для потока воздуха, может конденсироваться в аэрозоль после транспортировки в такой проход. Или, например, пар, для которого газопроницаемый элемент 534 обеспечивает транспортировку в проход 524 для потока воздуха, может конденсироваться в аэрозоль после транспортировки в такой проход.

Необязательно нагревательный элемент (например, 32, 232 или 532) или другой элемент, генерирующий аэрозоль, используемый в операции 92, может проходить в целом параллельно проходу для потока воздуха (например, 24, 224, 524) внутри корпуса (например, 21, 221, 521). Необязательно корпус (например, 21, 221, 521) может дополнительно содержать впускное отверстие для воздуха (например, 25, 225, 525) и выпускное отверстие для воздуха (например, 26, 226, 526), проход для потока воздуха, проходящий между ними. Необязательно камера (например, 33, 233, 533) может быть расположена внутри корпуса (21, 221, 521). Необязательно одна сторона нагревательного элемента (например, 32, 232 или 532) может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с резервуаром (например, 23, 223, 523), а противоположная сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с камерой (например, 33, 233, 533).

Дополнительно или альтернативно газопроницаемый элемент, используемый в операциях 93 и 94 (например, 34, 234, 534), необязательно проходит параллельно проходу для потока воздуха (например, 24, 224, 524). Необязательно одна сторона газопроницаемого элемента (например, 34, 234, 534) может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с камерой (например, 33, 233, 533), а противоположная сторона газопроницаемого элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте с проходом для потока воздуха (например, 24, 224, 524).

Примерные конфигурации, включающие такие варианты, представлены со ссылкой на фиг. 1, фиг. 2-4 и фиг. 5-8.

Необязательно газопроницаемый элемент (например, 34, 234, 534) содержит сетку. Сетка необязательно является гидрофобной. Дополнительно или альтернативно необязательно сетка образована из проволоки, имеющей диаметр от приблизительно 10 мкм до 100 мкм. Дополнительно или альтернативно, необязательно субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит никотин. Дополнительно или альтернативно корпус (например, 21, 221, 521) содержит мундштук (дальний конец 21, 221, 521), в котором расположен резервуар (например, 23, 223, 523). Дополнительно или альтернативно система дополнительно содержит распылитель в сборе, удерживающий проницаемый для жидкости нагревательный элемент (например, 32, 232 или 532) и газопроницаемый элемент (например, 34, 234, 534) на расстоянии друг от друга. Необязательно распылитель в сборе дополнительно содержит крышку (например, 36, 236 или 536), проходящую в целом параллельно проходу для потока воздуха, причем газопроницаемый элемент (например, 34, 234, 534) расположен между крышкой и нагревательным элементом. Необязательно крышка содержит выступающую часть (567), выполненную с возможностью блокирования прохода для потока воздуха (например, 24, 224, 524) в ответ на вращение крышки. Дополнительно или альтернативно необязательно крышка дополнительно содержит паз (например, 561, 562) выполненный с возможностью вмещения ключа (560), причем крышка может вращаться в ответ на зацепление ключа в пазу с последующим вращением ключа. Дополнительно или альтернативно необязательно первая часть прохода для потока воздуха образована в мундштуке (например, дальний конец 21, 221, 521), и вторая часть прохода для потока воздуха образована в распылителе в сборе. Дополнительно или альтернативно необязательно проход для потока воздуха проходит по прямой линии между впускным отверстием для воздуха (например, 25, 225, 525) и выпускным отверстием для воздуха (например, 26, 226, 526). Дополнительно или альтернативно необязательно нагревательный элемент (например, 32, 232, 532) представляет собой сетчатый нагревательный элемент. Дополнительно или альтернативно система необязательно дополнительно включает часть (например, 10) в виде устройства, содержащую блок питания (например, 12) и схему управления (например, 13), соединенную с блоком питания, причем часть устройства соединена с корпусом (например, 21, 221, 521), что позволяет подавать питание с блока питания на нагревательный элемент (например, 32, 232, 532).

В описанных примерах как проницаемый для жидкости нагреватель, так и газопроницаемый элемент находятся в картридже. Однако должно быть понятно, что один или оба таких элемента могут быть расположены, например, внутри части в виде устройства. Также должно быть понятно, что форма и размер канала для потока воздуха и, в частности, камера распыления могут быть изменены для обеспечения определенных желаемых свойств аэрозоля, доставленного пользователю.

Должно быть понятно, что, хотя в некоторых описанных примерах используется жидкий субстрат, образующий аэрозоль, обеспечение газопроницаемого элемента является благоприятным в системах, которые используют другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, который имеет форму твердого вещества или геля при комнатной температуре, может все еще высвобождать летучие компоненты, которые конденсируются в жидкую форму в распыляющей камере. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен в виде гель-таблетки. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать сыпучий или резаный табак.

Также должно быть понятно, что, хотя примеры описывают использование резистивного нагревательного элемента для образования аэрозоля, обеспечение газопроницаемого элемента является благоприятным в системах, которые работают с использованием различных видов нагревательного элемента, например, индукционно нагреваемого нагревательного элемента. Нагревательный элемент не обязательно должен быть проницаемым для текучей среды нагревательным элементом, расположенным между субстратом, образующим аэрозоль, и камерой. Нагревательный элемент может представлять собой печной нагреватель, нагревающий стенки камеры для субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования пара. Пар может проходить в проход для потока воздуха через газопроницаемый элемент. Предоставление газопроницаемого элемента дополнительно может быть благоприятным для систем, которые образуют аэрозоль другим образом, кроме нагревания.

Claims (26)

1. Система, генерирующая аэрозоль и содержащая:

резервуар, удерживающий субстрат, генерирующий аэрозоль, в конденсированной форме;

корпус, содержащий впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха, проход для потока воздуха, проходящий между ними, и камеру;

проницаемый для жидкости нагревательный элемент, проходящий параллельно проходу для потока воздуха, при этом одна сторона нагревательного элемента находится в сообщении по текучей среде с резервуаром, а противоположная сторона нагревательного элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой, причем нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме для генерирования пара внутри камеры; и

газопроницаемый элемент, проходящий параллельно проходу для потока воздуха, при этом одна сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с камерой, а противоположная сторона газопроницаемого элемента находится в сообщении по текучей среде с проходом для потока воздуха,

причем газопроницаемый элемент выполнен с возможностью обеспечения транспортировки пара в проход для потока воздуха и выполнен с возможностью блокирования транспортировки конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход для потока воздуха,

при этом пар по меньшей мере частично конденсируется в аэрозоль в проходе для потока воздуха.

2. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1, в которой газопроницаемый элемент содержит сетку.

3. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 2, в которой сетка является гидрофобной.

4. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 2 или 3, в которой сетка образована из проволоки, имеющей диаметр от приблизительно 10 мкм до 100 мкм.

5. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в которой субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит никотин.

6. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в которой корпус содержит мундштук, в котором расположен резервуар.

7. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая распылитель в сборе, удерживающий проницаемый для жидкости нагревательный элемент и газопроницаемый элемент на расстоянии друг от друга.

8. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 7, в которой распылитель в сборе дополнительно содержит крышку, проходящую параллельно проходу для потока воздуха, причем газопроницаемый элемент расположен между крышкой и нагревательным элементом.

9. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 8, в которой крышка содержит выступающую часть, выполненную с возможностью блокирования прохода для потока воздуха в ответ на вращение крышки.

10. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 8 или 9, в которой крышка дополнительно содержит паз, выполненный с возможностью вмещения ключа, причем крышка выполнена с возможностью вращения в ответ на зацепление ключа в пазу с последующим вращением ключа.

11. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 7-10, в которой первая часть прохода для потока воздуха образована в мундштуке, и вторая часть прохода для потока воздуха образована в распылителе в сборе.

12. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в которой проход для потока воздуха проходит по прямой линии между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха.

13. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в которой нагревательный элемент представляет собой сетчатый нагревательный элемент.

14. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая часть в виде устройства, содержащую блок питания и схему управления, соединенную с блоком питания, причем часть устройства соединена с корпусом для обеспечения подачи питания от блока питания на нагревательный элемент.

15. Способ генерирования аэрозоля, включающий:

удерживание резервуаром субстрата, генерирующего аэрозоль, в конденсированной форме;

нагревание проницаемым для жидкости нагревательным элементом субстрата, генерирующего аэрозоль, для генерирования пара внутри камеры;

обеспечение газопроницаемым элементом транспортировки пара в проход для потока воздуха;

блокирование газопроницаемым элементом транспортировки конденсированной формы субстрата, генерирующего аэрозоль, в проход для потока воздуха; и

по меньшей мере частичное конденсирование пара в аэрозоль в проходе для потока воздуха.