RU2823148C2 - Направляющий элемент для потока для системы подачи пара, резервуар для удержания аэрозолируемого субстратного материала в системе подачи пара, картридж для системы генерации пара и система подачи пара - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к направляющему элементу для потока для системы подачи пара и к корпусу системы подачи пара, а также к картомайзеру для системы подачи пара и к системе подачи пара, содержащей такой направляющий элемент для потока и/или такой корпус. Направляющий элемент для потока для системы подачи пара, выполненный с возможностью взаимодействия с отверстием в стенке корпуса, образующей резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, и с отверстием в стенке корпуса, образующей канал для потока воздуха, причем направляющий элемент для потока содержит: канал для потока жидкости, проходящий от впускного отверстия для жидкости до выпускного отверстия для жидкости, так что когда направляющий элемент для потока сцеплен с корпусом, впускное отверстие для жидкости сообщено с резервуаром, а выпускное отверстие для жидкости сообщено с объемом для генерации аэрозоля, внешним по отношению к резервуару, так что аэрозолируемый субстратный материал может протекать из резервуара в этот объем; второй канал для потока жидкости, проходящий от второго впускного отверстия для жидкости ко второму выпускному отверстию для жидкости, при этом второе выпускное отверстие для жидкости совпадает с упомянутым выпускным отверстием для жидкости упомянутого канала для потока жидкости; и канал для потока аэрозоля, проходящий от впускного отверстия для аэрозоля до выпускного отверстия для аэрозоля, так что, когда направляющий элемент для потока сцеплен с корпусом, впускное отверстие для аэрозоля сообщено с упомянутым объемом, а выпускное отверстие для аэрозоля сообщено с каналом для потока воздуха, так что аэрозоль может проходить из упомянутого объема в канал для потока воздуха. Технический результат – упрощение конструкции картомайзера. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к направляющему элементу для потока для системы подачи пара и к корпусу системы подачи пара, а также к картомайзеру для системы подачи пара и к системе подачи пара, содержащей такой направляющий элемент для потока и/или такой корпус.

Уровень техники

Многие электронные системы подачи пара, такие как электронные сигареты и другие электронные системы доставки никотина, которые доставляют никотин через испаренные жидкости, состоят из двух основных компонентов или секций, а именно секции картриджа или картомайзера и блока управления (секции батареи). Картомайзер обычно включает в себя резервуар с жидкостью и атомайзер для испарения жидкости. Эти части в совокупности могут быть обозначены как источник аэрозоля. Атомайзер обычно сочетает в себе функции пористости или капиллярности и нагрева, чтобы передавать жидкость из резервуара к месту, где она нагревается и испаряется. Например, он может быть реализован в виде электрического нагревателя, который может представлять собой резистивный провод, сформированный в виде катушки или другой формы для резистивного (джоулева) нагрева, или токоприемник для индукционного нагрева, и пористый элемент с капиллярной или фитильной способностью в непосредственной близости от нагревателя, который поглощает жидкость из резервуара и переносит ее к нагревателю. Блок управления обычно включает в себя батарею для подачи энергии для работы системы. Электроэнергия от батареи подается для активации нагревателя, который нагревается и испаряет небольшое количество жидкости, поступающей из резервуара. Затем пользователь вдыхает испаренную жидкость.

Компоненты картомайзера могут быть предназначены только для краткосрочного использования, так что картомайзер является одноразовым компонентом системы, также называемым расходным материалом. Напротив, блок управления обычно предназначен для многократного использования с серией картомайзеров, которые пользователь заменяет по мере истечения срока годности каждого. Расходные картомайзеры поставляются потребителю с резервуаром, предварительно заполненным жидкостью, и предназначены для утилизации, когда резервуар пуст. Для удобства и безопасности резервуар герметичен и не допускает легкого пополнения, поскольку с жидкостью может быть трудно работать. Когда требуется новая подача жидкости, пользователю проще заменить весь картомайзер.

В этом контексте желательно, чтобы картомайзеры были простыми в изготовлении и состояли из небольшого количества частей. Следовательно, чтобы их можно было эффективно производить в больших количествах по низкой цене с минимальными отходами. Поэтому представляют интерес картомайзеры, имеющие простую конструкцию.

Раскрытие сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложен направляющий элемент для потока для системы подачи пара, выполненный с возможностью взаимодействия с отверстием в стенке корпуса, образующей резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, и с отверстием в стенке корпуса, образующей канал для потока воздуха, причем направляющий элемент для потока содержит: канал для потока жидкости, проходящий от впускного отверстия для жидкости до выпускного отверстия для жидкости так, что когда направляющий элемент для потока сцеплен с корпусом, впускное отверстие для жидкости сообщено с резервуаром, а выпускное отверстие для жидкости сообщено с объемом для генерации аэрозоля, внешним по отношению к резервуару, так что аэрозолируемый субстратный материал может протекать из резервуара в этот объем; и канал для потока аэрозоля, проходящий от впускного отверстия для аэрозоля до выпускного отверстия для аэрозоля так, что когда направляющий элемент для потока сцеплен с корпусом, впускное отверстие для аэрозоля сообщено с объемом, а выпускное отверстие для аэрозоля сообщено с каналом для потока воздуха, так что аэрозоль может проходить из объема в канал для потока воздуха.

В соответствии со вторым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложен резервуар для удержания аэрозолируемого субстратного материала в системе подачи пара, содержащий корпус, имеющий стенки, которые образуют резервуар и канал для потока воздуха, и отверстие в одной из стенок, образующей резервуар, и другое отверстие в одной из стенок, образующей канал для потока воздуха, и направляющий элемент для потока в соответствии с первым аспектом.

В соответствии с третьим аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложен картридж для системы генерации пара, содержащий направляющий элемент для потока в соответствии с первым аспектом или резервуар в соответствии со вторым аспектом.

В соответствии с четвертым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложена система подачи пара, содержащая направляющий элемент для потока в соответствии с первым аспектом, или резервуар в соответствии со вторым аспектом, или картридж в соответствии с третьим аспектом.

В соответствии с третьим аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложен корпус для картомайзера системы подачи пара, причем корпус содержит: внешнюю стенку, ограничивающую внутренний объем с продольной осью, первым концом и вторым концом; одну или более внутренних стенок, проходящих от по меньшей мере первого конца и соединенных с внутренней поверхностью или поверхностями внешней стенки, чтобы разделять внутренний объем на три области, содержащие: область резервуара, закрытую на втором конце внутреннего объема или рядом с ним и имеющую по меньшей мере одно выпускное отверстие для жидкости на первом конце, причем область резервуара имеет общую продольную ось с внешней стенкой; и первую и вторую области для потока воздуха, по одной с каждой стороны от области резервуара, причем первая и вторая области для потока воздуха имеют по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха на первом конце и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха на втором конце.

Эти и другие аспекты некоторых вариантов осуществления изобретения изложены в независимых и зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Понятно, что признаки зависимых пунктов формулы изобретения можно комбинировать друг с другом и с признаками независимых пунктов формулы изобретения в сочетаниях, отличных от явно изложенных в формуле изобретения. Более того, подход, описанный в этом документе, не ограничен специфическими вариантами осуществления изобретения, например, изложенными ниже, но включает в себя и предполагает любые подходящие сочетания представленных здесь признаков. Например, направляющий элемент для потока или корпус, или система подачи пара, содержащая направляющий элемент для потока и/или корпус могут быть выполнены в соответствии с подходами, описанными в этом документе, может быть выполнен резервуар для хранения жидкости и компонент или система, содержащая такой резервуар, который включает в себя любой один или несколько соответствующих признаков, описанных ниже.

Краткое описание чертежей

Теперь подробно на примере будут описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылкой на следующие чертежи.

На фиг. 1 показано сечение примера электронной сигареты, содержащей картомайзер и блок управления;

на фиг. 2 - пример картомайзера в разобранном виде, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения, внешний вид в перспективе;

на фиг. 3 - картомайзер, показанный на фиг. 2, в собранном виде, вид в перспективе с частичным вырезом;

на фиг. 4, 4(A), 4(B) и 4(C) - упрощенные схематические виды в сечении еще одного примера картомайзера, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 5 - весьма схематический вид в разрезе первого примера системы подачи пара, использующей индукционный нагрев, в которой могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 6 - весьма схематический вид в разрезе второго примера системы подачи пара, использующей индукционный нагрев, в которой могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 7А - упрощенный вид в сечении сбоку примера корпуса в соответствии с аспектом изобретения;

на фиг. 7В - поперечное сечение примера корпуса, показанного на фиг. 7А; и

на фиг. 8 - упрощенный вид в сечении сбоку другого примера корпуса в соответствии с аспектом изобретения.

Осуществление изобретения

В этом документе обсуждаются/описаны аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения. Некоторые аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы обычным способом, и для краткости они подробно не обсуждаются / не описаны. Таким образом, понятно, что аспекты и признаки обсуждаемых здесь устройств и способов, которые подробно не описаны, могут быть реализованы в соответствии с любыми обычными технологиями, предназначенными для реализации таких аспектов и признаков.

Как описано выше, настоящее изобретение относится (но, не ограничиваясь этим) к электронным системам получения аэрозоля или пара, таким как электронные сигареты. В последующем описании иногда могут использоваться термины "е-сигарета" и "электронная сигарета", однако понятно, что эти термины можно взаимозаменяемо использовать для системы или устройства подачи аэрозоля (пара). Системы предназначены для генерации вдыхаемого аэрозоля путем испарения субстрата в форме жидкости или геля, который может содержать или не содержать никотин. Кроме того, гибридные системы могут содержать жидкий или гелевый субстрат плюс твердый субстрат, который также нагревается. Твердый субстрат может представлять собой, например, табак или другие, нетабачные продукты, которые могут содержать, а могут и не содержать никотин. Выражение "аэрозолируемый субстратный материал", используемый в данном документе, предназначено для обозначения субстратных материалов, которые могут образовывать аэрозоль либо посредством приложения тепла, либо некоторыми другими способами. Термин "аэрозоль" может использоваться взаимозаменяемо с термином "пар".

Используемый в этом документе термин "компонент" используется для обозначения части, секции, блока, модуля, узла или аналогичного элемента электронной сигареты или аналогичного устройства, которые включают в себя несколько меньших частей или элементов, возможно, внутри внешнего корпуса или стенки. Электронная сигарета может быть сформирована или собрана из одного или нескольких таких компонентов, причем эти компоненты могут быть разъемно соединяемыми друг с другом или соединяемыми друг с другом с возможностью разъединения или могут быть постоянно соединены друг с другом во время производства для образования целой электронной сигареты. Настоящее описание применимо (но не ограничиваясь этим) к системам, содержащим два компонента, которые могут быть разъемно соединены друг с другом и которые выполнены, например, как компонент, в котором имеется аэрозолируемый субстратный материал, содержащий жидкость, или другой аэрозолируемый субстратный материал (картридж, картомайзер или расходный материал), и блок управления, имеющий батарею для подачи электроэнергии для работы элемента генерации пара из субстратного материала. Для предоставления конкретного примера в настоящем описании картомайзер описан как пример части или компонента, в которых имеется аэрозолируемый субстратный материал, но описание не ограничено в этом отношении и применимо к любой конфигурации части или компонента с аэрозолируемым субстратным материалом. Кроме того, такой компонент может включать в себя больше или меньше частей, чем те, которые включены в примеры.

Настоящее описание, в частности, относится к системам подачи пара и их компонентам, в которых используется аэрозолируемый субстратный материал в форме жидкости или геля, содержащихся в резервуаре, емкости, контейнере или другой емкости, имеющейся в системе. Имеется устройство для доставки субстратного материала из резервуара с целью его подачи для генерации пара/аэрозоля. Термины "жидкость", "гель", "текучая среда", "исходная жидкость", "исходный гель", "исходная текучая среда" и т.п. могут быть использованы взаимозаменяемо с "аэрозолируемым субстратным материалом" и "субстратным материалом" для обозначения аэрозолируемого субстратного материала, который имеет форму, допускающую хранение и доставку в соответствии с примерами настоящего описания.

На фиг. 1 очень схематично (не в масштабе) показан типовой пример системы подачи аэрозоля/пара, такой как электронная сигарета 10, представленный с целью демонстрации взаимосвязи между различными частями типичной системы и объяснения общих принципов работы. Электронная сигарета 10 имеет в целом удлиненную форму, проходит в данном примере вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией, и содержит два основных компонента, а именно: управляющий или питающий компонент, секцию или блок 20 и картридж в сборе или секцию 30 (иногда называемую картомайзером или клиромайзером), содержащую аэрозолируемый субстратный материал и функционирующую в качестве компонента генерации пара.

Картомайзер 30 включает в себя резервуар 3, содержащий исходную жидкость или другой аэрозолируемый субстратный материал, в состав которого входят жидкость или гель, из которых генерируется аэрозоль, и который, например, содержит никотин. В качестве примера исходная жидкость может содержать от 1 до 3% никотина и 50% глицерина, а оставшуюся часть примерно поровну составляют вода и пропиленгликоль, а также возможно наличие других компонентов, например ароматизаторов. Также может использоваться исходная жидкость, не содержащая никотин, например, для доставки ароматизатора. Также может содержаться твердый субстрат (не показан), такой как часть табака или другого ароматического элемента, через который проходит пар, образующийся из жидкости. Резервуар 3 выполнен в виде емкости для хранения, представляющей собой контейнер или сосуд, в котором может храниться исходная жидкость, так что жидкость может свободно перемещаться и перетекать в пределах резервуара. Для расходного картомайзера резервуар 3 может быть загерметизирован после заполнения во время изготовления, так что после того, как исходная жидкость закончится, его можно выбросить, в противном случае он может иметь впускное отверстие или иное отверстие, через которое пользователь может добавить новую исходную жидкость. Картомайзер 30 также содержит электрический нагревательный элемент или нагреватель 4, расположенный вне резервуара 3 и предназначенный для создания аэрозоля путем испарения исходной жидкости при нагреве. Может быть предусмотрено такое устройство передачи или доставки жидкости (элемент передачи жидкости) как фитиль или другой пористый элемент 6, чтобы доставлять исходную жидкость из резервуара 3 к нагревателю 4. Одна или несколько частей фитиля 6 могут быть расположены внутри резервуара 3 или могут сообщаться с жидкостью в резервуаре 3, чтобы он мог впитывать исходную жидкость и передавать ее посредством эффекта капиллярного всасывания или капиллярного эффекта к другим частям фитиля 6, которые примыкают к нагревателю 4 или контактируют с ним. Таким образом, эта жидкость нагревается и испаряется, чтобы ее место заняла новая исходная жидкость из резервуара для передачи в нагреватель 4 посредством фитиля 6. Фитиль можно рассматривать как мост, путь или канал между резервуаром 3 и нагревателем 4, который подает или передает жидкость из резервуара к нагревателю. Такие термины, как канал, канал для жидкости, канал для передачи жидкости, канал для доставки жидкости, механизм или элемент для передачи жидкости, а также механизм или элемент для доставки жидкости могут использоваться здесь взаимозаменяемо для обозначения фитиля или соответствующего компонента или конструкции.

Сочетание нагревателя и фитиля (или его аналога) иногда называют атомайзером или атомайзером в сборе, а резервуар с исходной жидкостью и атомайзер вместе могут называться источником аэрозоля. Также могут использоваться такие термины, как узел доставки жидкости или узел передачи жидкости, причем в настоящем контексте эти термины могут использоваться взаимозаменяемо для обозначения парогенерирующего элемента (парогенератора) с фитильным или аналогичным компонентом или структурой (элементом транспортировки жидкости), которые подают или передают жидкость, полученную из резервуара, в парогенератор для генерации пара/аэрозоля. Возможны различные конструкции, в которых детали могут быть расположены иначе, чем на схематическом изображении на фиг. 1. Например, фитиль 6 может представлять собой полностью отдельный от нагревателя 4 элемент, или нагреватель 4 может быть выполнен пористым и способным непосредственно выполнять по меньшей мере часть функции капиллярного впитывания (например, металлическая сетка). В электрическом или электронном устройстве парогенерирующий элемент может представлять собой электрический нагревательный элемент, который работает за счет омического/резистивного (джоулева) нагрева или за счет индукционного нагрева. Таким образом, в общем случае атомайзер можно рассматривать как один или несколько элементов, которые реализуют функцию парогенерирующего или испарительного элемента, способного генерировать пар из исходной жидкости, доставленной к нему, и элемента транспортировки или доставки жидкости, способного доставлять или транспортировать жидкость из резервуара или аналогичного хранилища жидкости в парогенератор за счет фитильного действия/капиллярной силы. Атомайзер обычно расположен в компоненте картомайзера парогенерирующей системы. В некоторых конструкциях жидкость может подаваться из резервуара непосредственно в парогенератор без необходимости в отдельном фитильном или капиллярном элементе. Варианты осуществления изобретения применимы ко всем таким конфигурациям, которые согласуются с примерами и описанием в данном документе.

Возвращаясь к фиг. 1, картомайзер 30 также включает в себя мундштук или мундштучную часть 35, имеющие отверстие или выходное отверстие для воздуха, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, полученный с помощью атомайзера 4.

Компонент питания или блок 20 управления включает в себя гальванический элемент или аккумулятор 5 (называемый в дальнейшем батареей, которая может быть перезаряжаемой) для подачи энергии для электрических компонентов электронной сигареты 10, в частности для работы нагревателя 4. Кроме того, имеется контроллер 28, такой как печатная плата, и/или другие электронные компоненты или схема для общего управления электронной сигаретой. Управляющая электроника/схема 28 управляет нагревателем 4 с использованием энергии от батареи 5, если требуется пар, например, в ответ на сигнал от датчика давления воздуха или датчика расхода воздуха (не показан), который определяет осуществление вдоха через систему 10, во время которого воздух поступает через одно или несколько входных отверстий 26 для воздуха, выполненных в стенке блока 20 управления. Когда нагревательный элемент 4 работает, нагревательный элемент 4 испаряет исходную жидкость, подаваемую из резервуара 3 с помощью элемента 6 доставки жидкости, для образования аэрозоля, а затем его вдыхает пользователь через отверстие в мундштуке 35. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35, аэрозоль проходит от источника аэрозоля к мундштуку 35 вдоль одного или нескольких воздушных каналов (не показаны), которые соединяют входное отверстие 26 для воздуха с источником аэрозоля и с выходным отверстием для воздуха.

Блок 20 управления (секция питания) и картомайзер (картридж в сборе) 30 представляют собой отдельные соединяемые части, которые можно отсоединить друг от друга, разделяя в направлении, параллельном продольной оси, как указано двусторонними стрелками на фиг. 1. При использовании устройства 10 компоненты 20, 30 соединены друг с другом с помощью зацепляющихся соединительных элементов 21, 31 (например, резьбового или байонетного соединения), которые обеспечивают механическую и в некоторых случаях электрическую связь между секцией 20 питания и картриджем 30 в сборе. Электрическое соединение необходимо, если нагреватель 4 работает за счет омического нагрева, чтобы ток мог проходить через нагреватель 4, когда он подключен к батарее 5. В системах, в которых используется индукционный нагрев, электрическое соединение может быть исключено, если в картомайзере 30 нет частей, требующих электроэнергии. Индуктивная рабочая катушка может быть расположена в секции 20 питания, при этом она питается от батареи 5, причем картомайзер 30 и секция 20 питания имеют такую форму, чтобы при их соединении нагреватель 4 подвергался воздействию магнитного потока, создаваемого катушкой, для создания электрического тока в материале нагревателя. Устройства индукционного нагрева более подробно рассмотрены ниже. Конструкция, показанная на фиг. 1, представляет собой всего лишь пример устройства, и различные части и признаки могут быть распределены между секцией 20 питания и картриджем 30 в сборе по-другому, а также могут использоваться и другие компоненты и элементы. Две секции могут быть соединены друг с другом встык в продольной конфигурации, как на фиг. 1, или в другой конфигурации, например, параллельно, бок о бок. Система может быть или не быть в целом цилиндрической и/или может иметь в целом продольную форму. Любая или обе секции или компоненты могут быть выброшены и заменены после использования (например, когда резервуар пуст или батарея разряжена), либо могут быть предназначены для многоразового использования, которое возможно, например, при повторном заполнении резервуара и перезарядке батареи. В других примерах система 10 может быть единой в том смысле, что части блока 20 управления и картомайзера 30 расположены в одном корпусе и не могут быть разделены. Варианты осуществления и примеры настоящего изобретения применимы к любой из этих конфигураций и к другим конфигурациям, известным специалистам в этой области техники.

На фиг. 2 показан внешний вид в перспективе частей, которые могут быть собраны для образования картомайзера в соответствии с примером настоящего изобретения. Картомайзер 40 состоит только из четырех частей, которые могут быть собраны путем придавливания или прижатия, если они имеют соответствующую форму. Следовательно, изготовление может быть очень простым и понятным.

Первая часть представляет собой корпус 42, который образует резервуар для хранения аэрозолируемого субстратного материала (далее для краткости называемого субстратом или жидкостью). Корпус 42 имеет в целом трубчатую форму с круглым поперечным сечением в данном примере и содержит стенку или стенки, выполненные так, чтобы они образовывали различные части резервуара и других элементов. Цилиндрическая внешняя боковая стенка 44 открыта на нижнем конце отверстием 46, которое может быть круглым, через которое резервуар может быть заполнен жидкостью и к которому могут быть присоединены части, как описано ниже, для закрытия/герметизации резервуара, а также для обеспечения доставки жидкости наружу для испарения. Она определяет внешний вид, или внешний объем, или размеры резервуара. Ссылки в данном документе на элементы или части, находящиеся или расположенные снаружи резервуара, предназначены для обозначения того, что часть находится вне или частично за пределами области, ограниченной или определяемой этой внешней стенкой 44 и ее верхней и нижней протяженностью и краями или поверхностями.

Цилиндрическая внутренняя стенка 48 концентрически расположена внутри внешней боковой стенки 44. Эта конструкция ограничивает кольцевой объем 50 между внешней стенкой 44 и внутренней стенкой 48, который представляет собой приемник, полость, пустоту или тому подобное для удержания жидкости, другими словами, резервуар. Внешняя стенка 44 и внутренняя стенка 48 соединены друг с другом (например, верхней стенкой или стенками, сужающимися друг к другу), чтобы закрыть верхнюю границу объема 50 резервуара. Внутренняя стенка 48 открыта на нижнем конце отверстием 52, которое может быть круглым, а также открыта на верхнем конце. Трубчатое внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой и, следовательно, занимающее центральную область в кольцевом резервуаре, представляет собой проход или канал 54 для потока воздуха, который в собранной системе переносит образовавшийся аэрозоль от атомайзера к выпускному отверстию мундштука системы для вдыхания пользователем. Отверстие 56 на верхнем конце внутренней стенки 48 может представлять собой выпускное отверстие мундштука, выполненное для удобного размещения во рту пользователя, или отдельная часть мундштука может быть присоединена к корпусу 42, имеющему канал, соединяющий отверстие 56 с выпускным отверстием мундштука, или вокруг него.

Корпус 42 может быть выполнен из формованного пластика, например, литьем под давлением. В примере на фиг. 2 он выполнен из прозрачного материала; это позволяет пользователю наблюдать за уровнем или количеством жидкости в резервуаре 44. В качестве альтернативы корпус может быть непрозрачным или непрозрачным с прозрачным окном, через которое можно видеть уровень жидкости. В некоторых примерах пластик может быть жестким.

Вторая часть картомайзера 40 представляет собой направляющий элемент 60 для потока, который в этом примере также имеет круглое поперечное сечение, а также имеет такую форму и выполнен так, чтобы сцепляться с нижним концом корпуса 42. Направляющий элемент 60 для потока фактически представляет собой втулку и может выполнять несколько функций. Когда он вставляется в нижний конец корпуса 42, он соединяется с отверстием 46, чтобы закрыть и герметизировать объем 50 резервуара, и соединяется с отверстием 52, чтобы изолировать канал 54 для потока воздуха от объема 50 резервуара. Кроме того, направляющий элемент 60 для потока имеет по меньшей мере один проходящий через него канал для потока жидкости, который сообщается с объемом 50 резервуара и переносит жидкость из объема 50 резервуара в пространство, которое является внешним по отношению к резервуару и которое выступает в качестве аэрозольной камеры, где генерируется пар/аэрозоль путем нагрева жидкости. Также направляющий элемент 60 для потока имеет по меньшей мере один другой проходящий через него канал для потока аэрозоля, переносящего генерируемый аэрозоль из пространства аэрозольной камеры в канал 54 для потока воздуха в корпусе 42, с которым он сообщается, так что он доставляется к отверстию мундштука для вдыхания.

Кроме того, направляющий элемент 60 для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала, такого как силикон, чтобы его можно было легко сцепить с корпусом 46 посредством посадки с трением. Кроме того, направляющий элемент для потока имеет гнездо или образование аналогичной формы (не показано) на своей нижней поверхности 62, противоположной верхней поверхности или поверхностям 64, которые сцепляются с корпусом 42. Гнездо принимает и поддерживает атомайзер 70, являющийся третьей частью картомайзера 40.

Атомайзер 70 имеет удлиненную форму с первым концом 72 и вторым концом 74, противоположными друг другу относительно его длины. В собранном картомайзере атомайзер установлен так, что его первый конец 72 вставлен в гнездо направляющего элемента 60 для потока в направлении к корпусу 42 резервуара. Таким образом, первый конец 72 поддерживается направляющим элементом 60 для потока, при этом атомайзер 70 проходит в продольном направлении наружу от резервуара по существу вдоль продольной оси, задаваемой частями корпуса 42 концентрической формы. Второй конец 74 атомайзера 70 не закреплен и является свободным. Соответственно, атомайзер 70 поддерживается или удерживается консольным образом так, что он выступает наружу от внешних границ резервуара. Атомайзер 70 выполняет функцию фитиля и функцию нагрева для образования аэрозоля и может содержать любую из нескольких конфигураций части электрически резистивного нагревателя, выполненной с возможностью выступать в качестве индукционного токоприемника, и пористой части, выполненной с возможностью впитывать жидкость из резервуара вблизи нагревателя.

Четвертая часть картомайзера 40 представляет собой оболочку или кожух 80. Опять же, в этом примере она имеет круглое поперечное сечение. Она содержит цилиндрическую боковую стенку 81, закрытую необязательной стенкой основания для образования центрального полого пространства или полости 82. Верхний буртик 84 боковой стенки 81 вокруг отверстия 86 имеет такую форму, которая позволяет сцеплять оболочку 80 с частями ответной формы на направляющем элементе 60 для потока, так что оболочка 80 может быть присоединена к направляющему элементу 60 для потока после того, как атомайзер 70 вставлен в гнездо направляющего элемента 60 для потока. Следовательно, направляющий элемент 60 для потока выступает в качестве крышки, закрывающей центральное пространство 82, причем это пространство 82 создает аэрозольную камеру, в которой расположен атомайзер 70. Отверстие 86 обеспечивает сообщение с каналом для потока жидкости и каналом для потока аэрозоля в направляющем элементе 60 для потока, так что жидкость может быть подана в атомайзер, а образовавшийся аэрозоль может быть удален из аэрозольной камеры. Чтобы поток воздуха через аэрозольную камеру проходил через атомайзер 70 и собирал пар так, чтобы его увлекал воздушный поток с образованием аэрозоля, стенка или стенки 81 оболочки 80 имеют одно или несколько отверстий или перфораций, позволяющих втягивать воздух в аэрозольную камеру, когда пользователь осуществляет вдох через отверстие мундштука картомайзера.

Оболочка 80 может быть выполнена из пластика, например, путем литья под давлением. Она может быть выполнена из жесткого материала, а затем может легко сцепляться с направляющим элементом для потока путем прижатия двух частей друг к другу или запрессовывания.

Как отмечалось выше, направляющий элемент для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала и может удерживать части, соединенные с ним, а именно корпус 42, атомайзер 70 и оболочку 80, посредством посадки с трением. Поскольку эти части могут быть более жесткими, гибкость направляющего элемента для потока, которая позволяет ему немного деформироваться при нажатии на указанные другие части, компенсирует любые незначительные погрешности в размерах изготовленных частей. Таким образом, направляющий элемент для потока может компенсировать производственные допуски всех деталей, обеспечивая при этом качественную сборку деталей в целом для формирования картомайзера 40. Таким образом, требования к изготовлению корпуса 42, атомайзера 70 и оболочки 80 могут быть несколько смягчены, что снижает производственные затраты.

На фиг. 3 приведен вид в перспективе с вырезом картомайзера, показанного на фиг. 1, в собранной конфигурации. Для ясности направляющий элемент 60 для потока заштрихован. Видно, что направляющий элемент 60 для потока выполнен так, чтобы его верхние поверхности взаимодействовали с образующим отверстие 52 нижним краем внутренней стенки 48 корпуса 42 резервуара и концентрически снаружи взаимодействовали с образующим отверстие 46 нижним краем внешней стенки 44 корпуса 42, чтобы герметизировать как пространство 50 резервуара, так и канал 54 для потока воздуха.

Направляющий элемент 60 для потока имеет канал 63 для потока жидкости, который позволяет потоку жидкости L проходить из объема 50 резервуара через направляющий элемент 60 для потока в пространство или объем 65, находящийся под направляющим элементом 60 для потока и внешний по отношению к резервуару 50. Канал 63 для потока жидкости имеет впускное отверстие для жидкости, сообщающееся с резервуаром 50, и выпускное отверстие для жидкости, сообщающееся с объемом 65. Кроме того, имеется канал 66 для потока аэрозоля, который позволяет потоку аэрозоля и воздуха А из пространства 65 проходить через направляющий элемент 60 для потока в канал 54 для потока воздуха. Канал 66 для потока аэрозоля имеет впускное отверстие для аэрозоля, сообщающееся с объемом 65, и выпускное отверстие для аэрозоля, сообщающееся с каналом 54 для потока воздуха.

Верхний буртик оболочки 80 выполнен так, чтобы сцепляться с соответствующими частями нижней поверхности направляющего элемента 60 для потока для создания аэрозольной камеры 82 по существу за пределами внешних размеров объема резервуара 50 корпуса 42 резервуара. В этом примере оболочка 80 имеет отверстие 87 на своем верхнем конце рядом с направляющим элементом 60 для потока. Оно совпадает с пространством 65, с которым сообщаются канал 63 для потока жидкости и канал 66 для потока аэрозоля, и, следовательно, позволяет жидкости попадать в аэрозольную камеру 82, а аэрозолю выходить из аэрозольной камеры 82 через каналы в направляющем элементе 60 для потока. Пространство 65 можно рассматривать как часть аэрозольной камеры 82, так что канал 63 для потока жидкости и канал 66 для потока аэрозоля соответственно входят в пространство или объем для генерации аэрозоля и выходят из него.

В этом примере отверстие 87 также выступает в качестве гнезда для установки первого, поддерживаемого, конца 74 атомайзера 70 (напомним, что в описании на фиг. 2 гнездо атомайзера было упомянуто как сформированное в направляющем элементе для потока, но может быть использован любой вариант). Таким образом, жидкость, поступающая через канал 63 для потока жидкости и поступающая в пространство 65, подается непосредственно к первому концу атомайзера 70 для абсорбции и впитывания, а воздух/аэрозоль могут проходить через атомайзер и через канал 66 для потока аэрозоля.

В этом примере атомайзер 70 содержит плоскую продолговатую часть 71 из металла, которая загнута или изогнута в своей средней точке, чтобы два конца металлической части прилегали друг к другу на первом конце 74 атомайзера. Она функционирует в качестве нагревательного элемента атомайзера 70. Участок из хлопка или другого пористого материала 73 расположен между двумя загнутыми сторонами металлической части. Он выступает в качестве фитильного элемента атомайзера 70. Жидкость, поступающая в пространство 65, собирается за счет впитывающей способности пористого материала 73 фитиля и переносится вниз к нагревателю. Также возможны многие другие конструкции удлиненного атомайзера, подходящие для консольного монтажа, которые могут использоваться вместо вышеприведенной.

Нагревательный компонент предназначен для индукционного нагрева, как будет описано ниже.

Пример на фиг. 2 и 3 имеет детали, обладающие по существу круговой симметрией в плоскости, ортогональной продольному размеру собранного картомайзера (где резервуар и аэрозольная камера расположены отдельно вдоль этого размера). Следовательно, для деталей не требуется какая-либо ориентация в плоскостях, в которых их соединяют друг с другом, что может упростить изготовление. Детали могут быть собраны вместе в любой угловой ориентации относительно продольной оси, поэтому нет необходимости размещать детали в определенной ориентации перед сборкой. Однако это не обязательно, и детали могут иметь альтернативную форму.

На фиг. 4 показано поперечное сечение еще одного примера собранного картомайзера, содержащего корпус резервуара, направляющий элемент для потока, атомайзер и корпус, как и раньше. Однако в этом примере в плоскости, ортогональной продольной оси картомайзера 40, по меньшей мере некоторые из деталей имеют овальную или иную вытянутую форму вместо круглой формы и расположены так, чтобы иметь симметрию вдоль большой оси и малой оси овала. Признаки зеркально расположены по обе стороны от большой оси и по обе стороны от малой оси. Это означает, что для сборки детали могут иметь любую из двух ориентаций, повернутых друг относительно друга на 180° вокруг продольной оси. Опять же, сборка упрощается по сравнению с системой, состоящей из деталей, не имеющих симметрии.

В этом примере оболочка 80 также содержит боковую стенку 81, которая выполнена так, чтобы иметь различное поперечное сечение в разных точках вдоль продольной оси корпуса, и стенку 83 основания, ограничивающую пространство, которое создает аэрозольную камеру 82. К своему верхнему концу оболочка расширяется до большого поперечного сечения, чтобы обеспечить место для размещения направляющего элемента 60 для потока. Часть оболочки 80 с большим поперечным сечением имеет в целом овальное поперечное сечение (см. фиг. 4(В)), в то время как часть с более узким поперечным сечением оболочки имеет в целом круглое поперечное сечение (см. фиг. 4(С)). Верхний буртик 84 корпуса вокруг верхнего отверстия 86 имеет форму, соответствующую форме корпуса 42 резервуара. Эта форма и сцепление показаны на фиг. 4 в упрощенном виде; в действительности, она, вероятно, будет более сложной, чтобы обеспечить достаточно воздухонепроницаемое и непроницаемое для жидкости соединение. Оболочка 80 имеет по меньшей мере одно отверстие 85, в данном случае в стенке 83 основания, чтобы позволить воздуху попадать в аэрозольную камеру во время вдоха пользователя.

Корпус 42 резервуара имеет другую форму по сравнению с примером, показанным на фиг. 2 и 3. Внешняя стенка 44 ограничивает внутреннее пространство, которое разделено на три области двумя внутренними стенками 48. Области расположены бок о бок. Центральная область между двумя внутренними стенками 48 представляет собой объем 50 резервуара для удерживания жидкости. Эта область закрыта сверху верхней стенкой корпуса. Отверстие 46 в основании объема резервуара позволяет подавать жидкость из резервуара 50 в аэрозольную камеру 82 через пространство 65. Две боковые области между внешней стенкой 44 и внутренними стенками 48 представляют собой каналы 54 для потока воздуха. Каждый из них имеет отверстие 52 на нижнем конце для входа аэрозоля и мундштучное отверстие 56 на верхнем конце (как и раньше, отдельная мундштучная часть может быть добавлена снаружи к корпусу 42 резервуара). Следовательно, имеется два канала для потока воздуха, каждый из которых расположен сбоку снаружи от центрального резервуара, который расположен в продольном направлении относительно аэрозольной камеры.

Направляющий элемент 60 для потока (заштрихованный для ясности) вставлен в нижний конец корпуса 42 путем установки соответствующих участков в отверстия 46 и 52 корпуса 42 для закрытия/герметизации объема 50 резервуара и каналов 54 для потока воздуха. Направляющий элемент 60 для потока имеет один расположенный по центру канал 63 для потока жидкости, совмещенный с отверстием 46 объема резервуара, для передачи жидкости L из резервуара в аэрозольную камеру 82. Кроме того, имеется два канала 66 для потока аэрозоля, каждый из которых проходит от входа в аэрозольную камеру 82 к выходу в каналы 54 для потока воздуха, по которым протекает воздух, поступающий в аэрозольную камеру через отверстие 85 и увлекающий пар из аэрозольной камеры 82 в каналы 54 для потока воздуха, а затем к выходным отверстиям 56 мундштука.

Атомайзер 70 установлен путем вставки его первого конца 72 в канал 63 для потока жидкости направляющего элемента 60 для потока. Следовательно, в этом примере канал 63 для потока жидкости выступает в качестве гнезда для консольной установки атомайзера 70. Таким образом, в первый конец 72 атомайзера 70 напрямую подается жидкость, поступающая в канал 63 для потока жидкости из резервуара 50, при этом жидкость забирается за счет пористых свойств атомайзера 70 и втягивается по длине атомайзера для нагрева посредством нагревательной части атомайзера 70 (не показана), которая расположена в аэрозольной камере 70.

На фиг. 4(A), (В) и (С) показаны поперечные сечения картомайзера 40 в соответствующих местах вдоль продольной оси картомайзера 40. На них показана удлиненная некруглая форма частей в поперечном направлении и вращательная симметрия на 180°, которая позволяет сцеплять части в любой из двух ориентаций.

Хотя аспекты изобретения относятся к атомайзерам, в которых нагрев осуществляется посредством резистивного нагрева, который требует выполнения электрических соединений с нагревательным элементом для прохождения тока, конструкция картомайзера особенно подходит для использования индукционного нагрева. Это процесс, при котором электропроводящий элемент, обычно выполненный из металла, нагревается за счет электромагнитной индукции с помощью вихревых токов, протекающих в элементе, который выделяет тепло. Индукционная катушка (рабочая катушка) работает как электромагнит, когда через нее проходит высокочастотный переменный ток от генератора; это создает магнитное поле. Если проводящий элемент находится в потоке магнитного поля, поле проникает в элемент и индуцирует электрические вихревые токи. Они протекают в элементе и генерируют тепло в соответствии с протеканием тока против электрического сопротивления элемента за счет джоулева нагрева, точно так же, как тепло создается в резистивном электронагревательном элементе путем прямой подачи тока. Привлекательной особенностью индукционного нагрева является отсутствие необходимости в электрическом подключении к проводящему элементу; вместо этого необходимо, чтобы в области, занимаемой объектом, создавалась достаточная плотность магнитного потока. В контексте систем подачи пара, где требуется тепловыделение вблизи жидкости, это выгодно, поскольку может быть осуществлено более эффективное разделение жидкости и электрического тока. Если предположить, что в картомайзере нет других элементов, питаемых электрическом, нет необходимости в каком-либо электрическом соединении между картомайзером и его питающей частью, и стенка картомайзера может обеспечить более эффективный барьер для жидкости, уменьшая вероятность утечки.

Индукционный нагрев эффективен для прямого нагрева электропроводящего предмета, как описано выше, но также может быть использован для косвенного нагрева непроводящего предмета. В системе подачи пара необходимо обеспечить теплом жидкость в пористой капиллярной части атомайзера, чтобы вызвать ее испарение. Для непрямого нагрева посредством индукции электропроводящий элемент расположен рядом с предметом, который требуется нагреть, или в контакте с ним, а также между рабочей катушкой и предметом, который должен быть нагрет. Рабочая катушка нагревает проводящий элемент непосредственно за счет индукционного нагрева, и тепло передается за счет теплового излучения или теплопроводности непроводящему элементу. В этом устройстве проводящий элемент называется токоприемником. Следовательно, в атомайзере нагревательный компонент может быть выполнен из электропроводящего материала (обычно металла), который используется в качестве индукционного токоприемника для передачи тепловой энергии к пористой части атомайзера.

На фиг. 5 очень упрощенно схематически показана система подачи пара, содержащая картомайзер 40 в соответствии с примерами настоящего изобретения и компонент 20 питания, предназначенный для осуществления индукционного нагрева. Картомайзер 40 может быть таким, как показано в примерах на фиг. 2, 3 и 4 (хотя другие устройства не исключены), и показан в общих чертах только для простоты. Картомайзер 40 содержит атомайзер 70, в котором нагрев осуществляется за счет индукционного нагрева, так что функцию нагрева обеспечивает токоприемник (не показан). Атомайзер 70 расположен в нижней части картомайзера 40, окружен оболочкой 80, которая предназначена не только для ограничения аэрозольной камеры, но также и для обеспечения защиты атомайзера 70, который может быть относительно уязвим к повреждениям из-за его консольного крепления. Однако консольный монтаж атомайзера 70 обеспечивает эффективный индукционный нагрев, поскольку атомайзер 70 может быть вставлен во внутреннее пространство катушки 90, а резервуар, в частности, расположен вдали от внутреннего пространства рабочей катушки 90. Следовательно, питающий компонент 20 содержит выемку 22, в которую помещена оболочка 80 картомайзера 40, когда картомайзер 40 соединен с компонентом питания для использования (например, посредством фрикционной посадки, зажимного действия, винтовой резьбы или магнитного захвата). Индукционная рабочая катушка 90 расположена в компоненте 20 питания так, чтобы окружать выемку 22, причем катушка 90 имеет продольную ось, вокруг которой проходят отдельные витки катушки, и длину, которая по существу соответствует длине токоприемника, так что катушка 90 и токоприемник перекрываются, когда картомайзер 40 и питающий компонент 20 соединены друг с другом. В других вариантах осуществления изобретения длина катушки может по существу не соответствовать длине токоприемника, например, длина токоприемника может быть меньше, чем длина катушки, или длина токоприемника может быть больше, чем длина катушки. Таким образом, токоприемник находится внутри магнитного поля, создаваемого катушкой 90. Если элементы расположены так, чтобы отделение токоприемника от окружающей катушки было минимальным, то магнитный поток, воздействующий на токоприемник, может быть выше, а нагрев будет более эффективным. Однако разделение по меньшей мере частично определяется шириной аэрозольной камеры, образованной оболочкой 80, размер которой должен быть таким, чтобы обеспечить адекватный поток воздуха над атомайзером и избежать захвата капель жидкости. Следовательно, эти два требования должны быть сбалансированы друг с другом при определении размеров и расположения различных элементов.

Компонент 20 питания содержит батарею 5 для подачи электроэнергии на катушку 90 с соответствующей частотой переменного тока. Кроме того, имеется контроллер 28 для управления подачей энергии, когда требуется образование пара, и, возможно, для обеспечения других функций управления для системы подачи пара, которые здесь не рассматриваются. Компонент питания также может включать в себя другие части, которые не показаны и не имеют отношения к настоящему обсуждению.

Пример на фиг. 5 представляет собой линейно расположенную систему, в которой компонент 20 питания и картомайзер 40 соединены встык, чтобы получить форму ручки.

На фиг. 6 упрощенно схематически показана альтернативная конструкция, в которой картомайзер 40 представляет собой мундштук для конструкции, больше похожей на коробку, в которой батарея 5 расположена в компоненте 20 питания с одной боковой стороны картомайзера 40. Возможны и другие конструкции.

Описанные выше примеры картомайзера включают в себя направляющий элемент для потока, который, вообще говоря, представляет собой компонент картомайзера, который сцепляется с корпусом резервуара, чтобы закрыть резервуар и канал для потока воздуха так, чтобы эти области были отделены друг от друга, и чтобы удерживать жидкость внутри объема резервуара. Закрытие объемов является частичным в том смысле, что направляющий элемент для потока также имеет по меньшей мере один канал для потока жидкости, который сообщен с резервуаром, чтобы жидкость могла протекать наружу из резервуара, и по меньшей мере один канал для потока аэрозоля, который сообщен с каналом для потока воздуха, чтобы аэрозоль мог проходить в канал для потока воздуха.

Направляющий элемент для потока может иметь только один канал для потока жидкости, как в примере на фиг. 4, или может иметь два или более каналов для потока жидкости. Пример на фиг. 3 при необходимости пригоден для двух или более каналов для потока жидкости, так как кольцевая конструкция резервуара позволяет распределить по окружности резервуара два, три или более впускных отверстий канала для потока жидкости. Например, два впускных отверстия могут быть расположены противоположно друг другу на диаметре резервуара.

Аналогично, направляющий элемент для потока может иметь только один канал для потока аэрозоля или может иметь два или более каналов для потока аэрозоля. В примере на фиг. 3 виден один канал 66 для потока аэрозоля, но вокруг круглой формы направляющего элемента для потока могут быть распределены дополнительные каналы для потока аэрозоля. В примере на фиг. 4 имеется два канала для потока аэрозоля для доставки аэрозоля одновременно в оба канала для потока воздуха. Тем не менее, если предполагается меньшее количество аэрозоля, то может быть выполнен единственный канал для потока аэрозоля, так что когда картомайзер собран, только один из двух каналов для потока воздуха задействован и может получать аэрозоль из аэрозольной камеры для доставки его к мундштучному выпускному отверстию. Другой канал для потока воздуха не будет соединен с аэрозольной камерой каналом для потока аэрозоля.

Как правило, впускное отверстие для жидкости одного или каждого канала для потока жидкости и выпускное отверстие для аэрозоля одного или каждого канала для потока аэрозоля расположены на торцевой поверхности направляющего элемента для потока, которая обращена к корпусу резервуара (и обычно будет верхней поверхностью, когда картомайзер используется в системе подачи пара). И наоборот, выпускное отверстие для жидкости одного или каждого канала для потока жидкости и впускное отверстие для аэрозоля одного или каждого канала для потока аэрозоля расположены на противоположной торцевой поверхности направляющего элемента для потока, которая обращена в сторону аэрозольной камеры. Обычно это нижняя поверхность, когда картомайзер используется в системе подачи пара.

Отметим, что на фиг. 3 и 4 показаны устройства только в качестве примера, а каналы для потока жидкости и каналы для потока аэрозоля могут проходить через направляющий элемент для потока в других и различных формах, положениях и конфигурациях, которые обеспечивают такой же результат транспортировки жидкости и аэрозоля в заданное место и от него, что будет очевидно специалисту в данной области. Каналы могут быть отделены друг от друга на значительную величину в пределах размеров направляющего элемента для потока или могут близко примыкать друг к другу (например, как в примере на фиг. 3), так что их можно рассматривать как разделенные разделительной стенкой, образованной из материала направляющего элемента для потока.

Хотя сами каналы отделены друг от друга, различные впускные и выпускные отверстия могут быть общими. Другими словами, одно впускное/выпускное отверстие может находиться в одном и том же месте или совпадать с другим впускным/выпускным отверстием. Например, в примере на фиг. 3 канал 63 для потока жидкости имеет выпускное отверстие для жидкости, которое расположено по центру на нижней поверхности направляющего элемента 60 для потока, при этом любые дополнительные каналы для потока жидкости с впускными отверстиями, распределенными вокруг кольцевого объема резервуара, могут иметь выпускные отверстия, которые присоединены к одному и тому же центральному месту. Следовательно, можно сказать, что выпускные отверстия совпадают друг с другом, и все они доставляют жидкость в одно и то же центральное пространство 65 под направляющим элементом для потока, чтобы ее принимал расположенный в центре атомайзер. Аналогично, канал 66 для потока аэрозоля имеет впускное отверстие в центральном пространстве 65, причем любые дополнительные каналы для потока аэрозоля могут использовать то же впускное отверстие и ответвляться от него, чтобы следовать по разным путям через направляющий элемент 60 для потока к выпускным отверстиям, сообщающимся с каналом 54 для потока воздуха.

Возможность наличия различного количества каналов для потока жидкости и каналов для потока аэрозоля обеспечивает гибкость конструкции картомайзера в целом, так как большее или меньшее количество жидкости может быть доставлено для испарения, и большее или меньшее количество аэрозоля может быть собрано для вдоха в зависимости от количества каналов и возможностей атомайзера, так что выход аэрозоля для пользователя может быть задан в соответствии с требованиями.

Гнездо для установки атомайзера в его консольном положении в аэрозольной камере при необходимости может представлять собой часть направляющего элемента для потока. В примере на фиг. 4 показано такое расположение. Конструкцию гнезда можно рассматривать как опорную часть направляющего элемента для потока, выполненную с возможностью поддерживать атомайзер.

Для удобства и простоты канал для потока жидкости и гнездо могут быть объединены в одно сквозное отверстие, проходящее через направляющий элемент для потока. На фиг. 4 показан пример такой конфигурации. Конец выпускного отверстия для жидкости канала для потока жидкости имеет такие размеры, чтобы иметь сравнимую ширину и/или поперечное сечение с атомайзером, так что первый конец атомайзера можно вставить в выпускное отверстие и удерживать в нем для поддержки в требуемом консольном положении. Удержание может быть выполнено, например, посредством фрикционной посадки или с помощью пружинного действия, если атомайзер содержит сложенный металлический нагреватель (см. фиг. 3), концы которого могут стремиться открываться наружу относительно материала направляющего элемента для потока после того, как атомайзер вставлен в гнездо. Жидкость, поступающая во впускное отверстие для жидкости из резервуара, затем транспортируется непосредственно по каналу к концу атомайзера для поглощения пористой частью атомайзера. Если атомайзер плотно прилегает к гнезду (например, если он содержит пористый керамический стержень того же или аналогичного поперечного сечения, что и гнездо), то такое расположение может помочь минимизировать утечку жидкости из резервуара. Вставленный атомайзер служит для герметизации впускного отверстия канала для потока жидкости, и жидкость в канале может быть поглощена атомайзером и доставлена для испарения к нагревателю вместо того, чтобы утечь в виде свободной жидкости.

Однако такая компоновка не является существенной, и гнездо может быть выполнено как фасонная часть направляющего элемента для потока, которая отделена от канала для потока жидкости.

В качестве альтернативы в других примерах направляющий элемент для потока может не иметь какой-либо опорной части для поддержки атомайзера.

Направляющий элемент для потока может иметь участки специальной формы, выполненные с возможностью сцепления с частями соответствующей формы на корпусе резервуара, так что две части могут удерживаться вместе. Например, они могут входить в зацепление посредством защелкивания или фрикционной посадки, или могут иметь поверхности, которые могут быть соединены и скреплены клеем или ультразвуковой или лазерной сваркой. Аналогично, могут иметься участки специальной формы, с помощью которых оболочка вокруг атомайзера соединена с направляющим элементом для потока любым из указанных способов, хотя в качестве альтернативы оболочка может быть соединена непосредственно с корпусом резервуара или может быть сформирована как единое целое с корпусом резервуара.

Направляющий элемент для потока может быть изготовлен, например, путем формования (хотя не исключены и другие методы изготовления). Он может быть изготовлен из по существу жесткого, негибкого или несжимаемого материала. Если другие части картомайзера, с которыми соединяется или сцепляется направляющий элемент для потока, изготовлены из по существу жестких материалов, то может быть удобнее сформировать направляющий элемент для потока из упругого материала, который способен изгибаться, упруго деформироваться и/или сжиматься. Эти свойства облегчают зацепление, так как направляющий элемент для потока может быть сжат, сдавлен или слегка деформирован для соединения с другими частями с плотной посадкой, а затем удерживается на месте за счет трения или из-за того, что направляющий элемент для потока несколько сжат.Помимо простой процедуры изготовления, которая просто требует, чтобы детали были выровнены и сдвинуты вместе без необходимости склеивания, сварки и т.п., этот подход может обеспечить хорошее уплотнение от утечки жидкости из резервуара и ограничить поток воздуха в канал для потока воздуха. Кроме того, это может увеличить допустимые производственные допуски для корпуса резервуара и оболочки (а также для атомайзера, если гнездо выполнено на направляющем элементе для потока). Если направляющий элемент для потока обладает упругими свойствами и способен к деформации различной степени при соединении с другими частями, то он может поглотить ряд погрешностей размеров или отклонений в других, более жестких компонентах. Следовательно, допустимый диапазон размеров компонентов, обусловленный производственными отклонениями, может быть увеличен. Таким образом, производство картомайзеров может быть более эффективным с меньшими отходами.

Для этого направляющий элемент для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала, другими словами, из материала, обладающего свойством упругой деформации. Полезным примером являются силиконовые материалы, также известные как полней локсаны (синтетические полимеры сил океана). Силиконы обычно являются термостойкими, что делает их пригодными для использования вблизи или в контакте с нагревающей частью атомайзера. Они также могут обладать низкой химической реактивностью и низкой токсичностью, что делает их пригодными для использования в контакте с аэрозольными субстратами, предназначенными для изготовления аэрозолей для потребления человеком.

В качестве альтернативы можно использовать другие материалы, такие как натуральный или синтетический каучук, полиуретан и упругие пластмассы. В качестве альтернативы гибкость может быть обеспечена за счет того, что внешний корпус выполнен из гибкого материала, а направляющий элемент для потока, как правило, из жесткого материала.

Возвращаясь к фиг. 4, изобретение также относится к корпусу, образующему резервуар и каналы для потока воздуха. На фиг. 4 показан пример, в котором внутренний объем корпуса, ограниченный внешней стенкой, разделен на три объема или области, соответствующие резервуару и двум каналам для потока воздуха, прямыми внутренними стенками, которые проходят через внутренний объем между двумя противоположными сторонами внутренней поверхности или поверхностей внешней стенки. Однако корпус может иметь другую форму и конфигурацию.

На фиг. 7А показан вид сбоку в сечении еще одного примера корпуса. Корпус 42 содержит внешнюю стенку 44, которая проходит в продольном направлении вокруг центральной продольной оси X. Внешняя стенка 44, которая обычно является трубчатой, ограничивает внутренний объем 100, который ограничен первым концом 101, образованным нижней стенкой 103 корпуса 42, и вторым концом 102, образованным верхней стенкой 104 корпуса 42.

На фиг. 7В показано поперечное сечение корпуса 42. Из этого можно видеть, что внешняя стенка 44 имеет такую форму поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной продольной оси X, которая обычно является овальной или иным образом удлиненной с закругленными или изогнутыми концами. Следовательно, в этом примере внешняя стенка представляет собой по существу овальную трубку.

Корпус 42 также содержит внутреннюю стенку 48. В этом примере внутренняя стенка представляет собой цилиндрическую стенку (так что она имеет круглое поперечное сечение в плоскости, перпендикулярной продольной оси X) с диаметром, по существу таким же, как меньшая ширина (малая ось) овальной формы внешней стенки 44. Следовательно, внутренняя стенка 48, расположенная во внутреннем объеме 100 коаксиально внутри внешней стенки 44, контактирует и соединена с противоположными сторонами внутренней поверхности внешней стенки 44. Следовательно, внутренняя стенка 48 и внешняя стенка 44 имеют общую продольную ось X. Внутренняя стенка 48 проходит по всей длине внешней стенки 44 так, чтобы также соединяться с верхней стенкой 104 и нижней стенкой 103 корпуса 42. Таким образом, внутренняя стенка делит внутренний объем 100 на три объема или области, которые отделены друг от друга и не сообщаются друг с другом. Эти объемы содержат область резервуара или объем 50 для хранения аэрозолируемого субстратного материала, который представляет собой внутреннее цилиндрическое пространство, ограниченное внутренней стенкой 48, и два канала, объема или области 54 для потока воздуха, которые расположены по одному с каждой стороны объема 50 резервуара (в поперечном сечении, как можно понять из фиг. 7В), и ограничены внешней поверхностью внутренней стенки 48 и внутренней поверхностью внешней стенки 44.

В трех областях есть различные отверстия, позволяющие им выполнять свои функции. Эти отверстия представляют собой отверстия в нижней стенке 103 и верхней стенке 104.

Область 50 резервуара закрыта на верхнем, втором конце 102 внутреннего объема, поэтому верхняя стенка 104 является непрерывной и сплошной на верхнем конце внутренней стенки 48. На первом, нижнем конце 101 внутреннего объема 100 резервуар имеет по меньшей мере одно выпускное отверстие 46 для жидкости, представляющее собой отверстие в нижней стенке 103. Во время изготовления область 50 резервуара может быть заполнена жидкостью через выпускное отверстие 46 для жидкости, что затем, во время использования корпуса в системе подачи пара, позволяет жидкости покидать область 50 резервуара и поступать в атомайзер для генерации пара.

Области 54 для потока воздуха снабжены отверстиями на обоих концах. Каждая из них имеет по меньшей мере одно впускное отверстие 52 для воздуха, представляющее собой отверстие в нижней стенке 103, позволяющее переносящему пар воздуху попадать в области 54 для потока воздуха, как описано со ссылкой на фиг. 4. Каждая область 54 для потока воздуха также имеет по меньшей мере одно выпускное отверстие 56 для воздуха, представляющее собой отверстие в верхней стенке 104, чтобы позволить воздуху, несущему пар, выходить из областей 54 для потока воздуха для доставки аэрозоля пользователю через мундштук системы подачи пара (не показан).

Внешняя стенка 44 может иметь овальное поперечное сечение по всей длине продольной оси или может иметь другую форму поперечного сечения. Овальная форма по меньшей мере на нижнем конце обеспечивает легкость автоматического соединения с другими компонентами, как описано со ссылкой на фиг. 4.

Кроме того, внешняя стенка 44 имеет сужающуюся форму в том смысле, что она имеет большую площадь поперечного сечения на первом, нижнем конце 101, чем на втором, верхнем конце 102. Следовательно, внешняя стенка сужается внутрь от первого конца ко второму концу. Это позволяет корпусу 42 образовывать плавно уменьшающийся профиль между его нижним концом, где он соединен с другими частями картомайзера или системы подачи пара, и его верхним концом, где он может быть соединен с мундштуком, для которого может быть желательно, чтобы он был более узким, чем нижние части системы подачи пара, предназначенные для удержания пользователем.

В целом внешняя форма корпуса 42, определяемая внешней стенкой 44, представляет собой усеченный конус (усеченный на втором, верхнем конце 102) с овальным основанием (на первом, нижнем конце 101).

Сужающаяся внутрь внешняя стенка 44 в сочетании с не сужающейся цилиндрической внутренней стенкой 48 представляет собой удобный способ создания каналов 54 для потока воздуха, которые являются более узкими к концу для выпуска воздуха по сравнению с концом для впуска воздуха. Сужение происходит по существу плавно и равномерно. Это обеспечивает постепенное увеличение скорости воздуха, который втягивается через каналы для потока воздуха, когда пользователь осуществляет вдох через систему подачи пара. Следовательно, аэрозоль доставляется пользователю с более высокой скоростью. Кроме того, гладкие формы внутренней части каналов 54 для потока воздуха, которые обеспечиваются овальной внешней стенкой 44 и цилиндрической внутренней стенкой 48, позволяют избежать резких изменений поперечного сечения каналов для потока воздуха. Следовательно, отсутствуют изгибы, углы или подобные поверхности, которые могли бы способствовать нежелательному осаждению аэрозоля внутри канала для потока воздуха, при этом доставка аэрозоля к пользователю максимальна.

Конфигурация внутренней стенки 48 в виде цилиндрического компонента также помогает обеспечить повышенную физическую прочность овальной внешней стенки 44. Учитывая, что корпус обычно отливают из пластика, который может быть жестким, эта повышенная прочность может помочь противостоять случайному раздавливанию или другому разрушению корпуса, которое может привести к нежелательному разливу содержимого резервуара.

Корпус на фиг. 7А также может содержать один или несколько элементов на нижнем конце 101 для взаимодействия корпуса с одним или несколькими дополнительными компонентами для создания картомайзера или картриджа, например, когда корпус резервуара соединяется с кожухом и/или направляющим элементом для потока в предыдущих примерах. Верхний конец аналогично может содержать элементы для взаимодействия, например, с мундштуком внешней системы подачи пара.

На фиг. 8 показан вид в сечении другого примера корпуса, который модифицирован по сравнению с примером, показанным на фиг. 7А, так что внутренняя стенка 48 проходит от нижней стенки 103, образующей первый конец 101 внутреннего объема только на часть пути к верхней стенке 104, образующей второй конец 102 внутреннего объема. Верх внутренней стенки 48 закрыт вторичной внутренней стенкой 48А, которая закрывает область 50 резервуара и отделяет область 50 резервуара от областей 54 для потока воздуха. Следовательно, область 50 резервуара закрыта рядом со вторым концом 102 внутреннего объема, а не на втором конце 102, как в примере на фиг. 7А. Внутренняя перегородка 48В проходит от вторичной внутренней стенки 48А к верхней стенке 104, чтобы разделять верхнюю часть внутреннего объема на два канала 54 для потока воздуха. Вторичную внутреннюю стенку 48А и внутреннюю перегородку 48В можно рассматривать как часть внутренней стенки 48, поскольку эти три элемента действуют вместе, разделяя внутренний объем на требуемые три области 50, 54. В альтернативном варианте внутренняя перегородка 48В может отсутствовать. В этом случае каналы 54 для потока воздуха отделены друг от друга в нижней части внутреннего объема внутренней стенкой 48, ограничивающей резервуар 50, и объединены в общую область над областью 50 резервуара. Тогда может быть достаточно одного отверстия 56 для выпуска воздуха в верхней стенке 104.

Хотя со ссылкой на фиг. 4, 7А/7В и 8 было описано три примера корпуса, этот аспект изобретения не ограничен точной конфигурацией этих примеров. В частности, формы внешней стенки и внутренней стенки или стенок могут отличаться от примеров в плоскости поперечного сечения, при этом обеспечивая корпус, имеющий три области (один объем резервуара или область между двумя каналами или объемами/областями для потока воздуха), расположенные бок о бок так, чтобы каждая из них проходила по большей части или по всей длине корпуса. Например, внешняя стенка 44 может не сужаться внутрь к верхнему концу 102.

В заключение, для решения различных задач и развития уровня техники в этом описании на примере показаны различные варианты осуществления, посредством которых можно на практике реализовать изобретение. Преимущества и признаки раскрытия представляют собой всего лишь иллюстративные примеры вариантов осуществления изобретения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для того, чтобы способствовать пониманию и передать идеи заявленного изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, конструкции и/или другие аспекты раскрытия не следует рассматривать как ограничения раскрытия, заданного формулой изобретения или ограничениями на эквиваленты формулы изобретения, и что, не отклоняясь от объема формулы изобретения, можно применять другие варианты осуществления и выполнять модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут должным образом содержать, состоять из или по существу состоять из различных сочетаний описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д., отличных от описанных в этом документе. Изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные явно, но которые могут быть заявлены в будущем.

Claims (23)

1. Направляющий элемент для потока для системы подачи пара, выполненный с возможностью взаимодействия с отверстием в стенке корпуса, образующей резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, и с отверстием в стенке корпуса, образующей канал для потока воздуха, причем направляющий элемент для потока содержит:

канал для потока жидкости, проходящий от впускного отверстия для жидкости до выпускного отверстия для жидкости, так что, когда направляющий элемент для потока сцеплен с корпусом, впускное отверстие для жидкости сообщено с резервуаром, а выпускное отверстие для жидкости сообщено с объемом для генерации аэрозоля, внешним по отношению к резервуару, так что аэрозолируемый субстратный материал может протекать из резервуара в этот объем;

второй канал для потока жидкости, проходящий от второго впускного отверстия для жидкости ко второму выпускному отверстию для жидкости, при этом второе выпускное отверстие для жидкости совпадает с упомянутым выпускным отверстием для жидкости упомянутого канала для потока жидкости; и

канал для потока аэрозоля, проходящий от впускного отверстия для аэрозоля до выпускного отверстия для аэрозоля, так что, когда направляющий элемент для потока сцеплен с корпусом, впускное отверстие для аэрозоля сообщено с упомянутым объемом, а выпускное отверстие для аэрозоля сообщено с каналом для потока воздуха, так что аэрозоль может проходить из упомянутого объема в канал для потока воздуха.

2. Направляющий элемент для потока по п. 1, который имеет такую форму, которая позволяет ему сцепляться с корпусом, имеющим стенки, которые образуют кольцевой резервуар и канал для потока воздуха в центральной области кольцевого резервуара.

3. Направляющий элемент для потока по п. 2, в котором канал для потока воздуха расположен концентрически в кольцевом резервуаре.

4. Направляющий элемент для потока по п. 2 или 3, который имеет такую форму, которая позволяет ему взаимодействовать с круглыми отверстиями в стенках корпуса.

5. Направляющий элемент для потока по п. 1, который имеет такую форму, которая позволяет ему сцепляться с корпусом, имеющим стенки, которые образуют резервуар, расположенный в продольном направлении от упомянутого объема, и один или более каналов для потока воздуха, расположенных сбоку снаружи резервуара.

6. Направляющий элемент для потока по п. 5, который имеет вытянутую форму в плоскости, перпендикулярной продольному направлению, которая допускает сцепление с корпусом в любой из двух ориентаций, разделенных на 180° при повороте вокруг продольного направления.

7. Направляющий элемент для потока по любому из пп. 2-6, в котором выпускное отверстие для жидкости и впускное отверстие для аэрозоля расположены на торцевой поверхности направляющего элемента для потока для соединения с объемом для генерации аэрозоля, который расположен по существу в центре рядом с торцевой поверхностью.

8. Направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-7, который выполнен из гибкого упругого материала.

9. Направляющий элемент для потока по п. 8, который выполнен из силиконового материала.

10. Направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-9, который выполнен с возможностью сцепления с корпусом посредством фрикционной посадки.

11. Направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-10, который дополнительно содержит разделительную стенку, которая отделяет канал для потока жидкости от канала для потока аэрозоля.

12. Направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-11, который дополнительно содержит второй канал для потока аэрозоля, проходящий от второго впускного отверстия для аэрозоля ко второму выпускному отверстию для аэрозоля.

13. Направляющий элемент для потока по п. 12, в котором второе впускное отверстие для аэрозоля совпадает с упомянутым впускным отверстием для аэрозоля упомянутого канала для потока аэрозоля.

14. Направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-13, который дополнительно содержит опорную часть для поддерживания атомайзера системы подачи пара в объеме для генерации аэрозоля.

15. Направляющий элемент для потока по п. 14, в котором выпускное отверстие для жидкости канала для потока жидкости выполнено в виде опорной части.

16. Резервуар для удержания аэрозолируемого субстратного материала в системе подачи пара, содержащий корпус, имеющий стенки, которые образуют резервуар и канал для потока воздуха, и отверстие в одной из стенок, образующей резервуар, и другое отверстие в одной из стенок, образующей канал для потока воздуха, и направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-15, взаимодействующий с указанными отверстиями.

17. Резервуар по п. 16, в котором направляющий элемент для потока взаимодействует с отверстием в стенке, образующей резервуар, чтобы обеспечить по существу герметичное уплотнение, и с отверстием в стенке, образующей канал для потока воздуха, чтобы обеспечить по существу воздухонепроницаемое уплотнение.

18. Резервуар по п. 16 или 17, который дополнительно содержит аэрозолируемый субстратный материал в резервуаре.

19. Картридж для системы генерации пара, содержащий направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-15 или резервуар по любому из пп. 16-18.

20. Система подачи пара, содержащая направляющий элемент для потока по любому из пп. 1-15, или резервуар по любому из пп. 16-18, или картридж по п. 19.