ЭЛЕКТРОННОЕ КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2017 года по МПК A24D1/00 

Область техники

Изобретение относится к электронным сигарам и сигаретам, содержащим генераторы аэрозоля с подогреваемым капилляром и управляемые вручную средства подачи жидкости из ее источника в капилляр, когда этот капилляр нагревается. Нагретый капилляр испаряет жидкость, как это описано в документе US 5743251, включенном сюда во всей своей полноте посредством ссылки.

Раскрытие изобретения

Электронная сигарета содержит наружный цилиндрический корпус, вытянутый в продольном направлении, источник жидкости, выполненный из эластомерного материала и заполненный жидким веществом, капиллярную трубку, имеющую входное отверстие (вход) и выходное отверстие (выход), так что вход трубки сообщается с выходом источника жидкости, источник питания для подачи напряжения на нагреватель, подогревающий капиллярную трубку до температуры, достаточной для по меньшей мере начального испарения жидкого материала, содержащегося в капиллярной трубке, смесительную камеру, расположенную ниже по потоку капиллярной трубки, и по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха, пропускающее всасываемый воздух в смесительную камеру. Источник жидкости расположен, по меньшей мере частично, внутри наружного цилиндрического корпуса и имеет выходное отверстие (выход). Источник жидкости выполнен с возможностью его сжатия для выдавливания жидкого материала через выходное отверстие. Нагреватель выполнен с возможностью включения и подогрева капиллярной трубки при сжатии источника жидкости. Испаряемый жидкий материал смешивается с воздухом в смесительной камере и образует аэрозоль.

Электронная сигарета может также содержать вкладыш мундштука, имеющий по меньшей мере одно выходное отверстие. Вкладыш мундштука сообщается со смесительной камерой с возможностью переноса текучей среды для доставки аэрозоля курильщику.

Изобретение поясняется чертежами.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена электронная сигарета согласно первому варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;

на фиг. 2 - электронная сигарета согласно второму варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг. 3 - электронная сигарета, показанная на фиг. 2, в разобранном виде;

на фиг. 4 - держатель для закрепления внутри электронной сигареты, показанной на фиг. 2 и 3, источника жидкости, вид сверху в перспективе в увеличенном масштабе;

на фиг. 5 - электронная сигарета, показанная на фиг. 2, вид в разрезе;

на фиг. 6 - электронная сигарета согласно третьему варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;

на фиг. 7 - электронная сигарета, показанная на фиг.2, с источником жидкости, вид в перспективе.

Осуществление изобретения

Электронная сигарета имеет гибкий и/или сжимаемый источник жидкости, сдавливаемый курильщиком для одновременного выдавливания жидкости из ее источника в капиллярную трубку и включения нагревателя. В некоторых случаях электронная сигарета может содержать обратный клапан для ограничения количества жидкости, выдавливаемой из источника жидкости за одно сжатие, и/или для предотвращения обратного всасывания воздуха в источник жидкости. Таким образом, управление электронной сигаретой осуществляется вручную без электромеханического насоса, что позволяет продлить срок службы батарейки. Более того, применение ручного «насоса» и капиллярной трубки исключает необходимость использования в электронной сигарете фитиля или другого волокнистого материала, который может попасть в дыхательные пути. Кроме того, применение ручного насоса позволяет подавать жидкость в капиллярную трубку на всем протяжении времени, когда курильщик нажимает на источник жидкости. В результате сохраняется непрерывность ощущений, поскольку курильщик получает один и тот же аромат от начала и до конца курения на основе своих предпочтений. Более того, использование капиллярной трубки в электронной сигарете позволяет разместить входные отверстия для воздуха по потоку за нагревателем, уменьшая тем самым колебания температуры нагревателя. Наконец, такая электронная сигарета обеспечивает герметичность источника жидкости, защищая находящуюся в сигарете жидкость от воздействия атмосферы до момента использования, что позволяет избежать испарения и/или разложения жидкости.

Как показано на фиг. 1, электронная сигарета 10 содержит сменный картридж (или первую секцию) 70 и устройство многократного использования (или вторую секцию) 72, соединенные между собой посредством резьбового соединения 74 или другим способом, например посредством скользящей посадки, защелкиванием, посредством фиксатора, зажима и/или застежки. В первой секции 70 могут находиться вкладыш 20 мундштука, капиллярная трубка 18, нагреватель 19 для нагрева по меньшей мере части капиллярной трубки 18 (нагреватель может быть выполнен в виде нагреваемого участка 19 самой капиллярной трубки 18) и источник 14 жидкости. Во второй секции 72 могут располагаться источник 12 питания и схема управления. Когда резьбовой участок 74 секции 72 не соединен с первой секцией 70, он может быть использован для соединения с зарядным устройством для зарядки батарейки.

В альтернативных вариантах, показанных на фиг. 2, 3, 5, 6 и 7, электронная сигарета 10 может также иметь третью секцию 73, в которой может находиться только источник 14 жидкости. Эта третья секция 73 может быть установлена таким образом, что ее резьбовое соединение 74ʹ располагается на входном по потоку конце первой секции 70, а резьбовое соединение 74 - на выходном по потоку конце второй секции 72, как показано на фиг. 5 и 6. В этом варианте в первой секции 70 находятся подогреваемая капиллярная трубка 18 и вкладыш 20 мундштука, а во второй секции 72 располагается источник 12 питания.

Предпочтительно первая секция 70, вторая секция 72 и применяемая в некоторых вариантах третья секция 73 содержат наружный цилиндрический корпус 22, вытянутый в продольном направлении по длине электронной сигареты 10. Предпочтительно этот наружный цилиндрический корпус 22 выполнен из эластомерного материала, обеспечивающего гибкость и/или сжимаемость, так что курильщик может приложить давление и/или сдавить источник 14 жидкости, чтобы подать жидкость в капиллярную трубку 18 и включить нагреватель.

Как показано на фиг. 2, 3 и 7, наружный цилиндрический корпус 22 может иметь вырез 100, позволяющий курильщику непосредственно контактировать с источником 14 жидкости. Таким образом, источник 14 жидкости спроектирован так, чтобы быть частью наружного цилиндрического корпуса 22, вследствие чего наружный цилиндрический корпус 22 является по существу непрерывным по всей его длине. Стенка 14а источника 14 жидкости может образовывать часть наружного цилиндрического корпуса 22 электронной сигареты. Предпочтительно электронная сигарета выполнена таким образом, что ее диаметр по существу одинаков по всей длине. Когда источник 14 жидкости образует часть наружного цилиндрического корпуса 22, остальная часть этого наружного цилиндрического корпуса 22 может быть по существу твердой или эластомерной.

В альтернативном варианте, как показано на фиг. 6, наружный цилиндрический корпус 22 является по существу непрерывным по всей своей длине и может быть твердым. На внешней поверхности этого наружного цилиндрического корпуса 22 может быть расположен срабатывающий под действием давления выключатель 44ʹ, который передает давление на источник 14 жидкости и одновременно включает нагреватель. В этом варианте источник 14 жидкости выполнен из эластомерного материала, так что при нажатии рукой на указанный срабатывающий под воздействием давления выключатель, давление передается также на боковую стенку источника 14 жидкости, выдавливая жидкость через выходное отверстие 16 в источнике 14 жидкости в капиллярную трубку 18. При нажатии на выключатель активируется источник питания, и протекающий по электрическим контактам электрический ток нагревает жидкость в капиллярной трубке 18, вызывая испарение жидкости.

Как показано на фиг. 1, в другом варианте осуществления изобретения наружный цилиндрический корпус 22 может быть гибким по всей длине и полностью закрывать источник 14 жидкости. Во время использования курильщик может нажать на наружный цилиндрический корпус 22 рядом с источником 14 жидкости, чтобы выдавить жидкость и одновременно надавить на срабатывающий под воздействием давления выключатель, активирующий схему управления и подающий электрический ток от источника питания на нагреватель. В одном из вариантов в наружном цилиндрическом корпусе 22 может быть выполнено углубление 102, обозначающее место, куда курильщик должен нажать. Это углубление 102 может проходить полностью или частично по окружности наружного цилиндрического корпуса 22.

В одном из вариантов средняя секция 73 является одноразовой, а первая секция 70 и/или вторая секция 72 - многократно используемой. В другом варианте первая секция 70 также может быть одноразовой, чтобы избежать необходимости прочистки капиллярной трубки 18. Секции 70, 72, 73 могут быть соединены посредством резьбовых соединений, что позволяет заменять среднюю секцию 73, когда источник 14 жидкости будет использован.

Предпочтительно источник 14 жидкости имеет трубчатый продолговатый корпус из эластомерного материала, обеспечивающего гибкость и/или сжимаемость при сдавливании. Предпочтительно этот эластомерный материал может быть выбран из группы, содержащей силикон, пластмассу, резину, латекс и их сочетания.

Предпочтительно, сжимаемый источник 14 жидкости содержит выходное отверстие 16, сообщающееся с капиллярной трубкой 18 с возможностью переноса текучей среды, так что при сдавливании источник 14 жидкости выдает некоторый объем жидкого материала в капиллярную трубку 18. Одновременно с выдачей жидкости в капилляр происходит активация источника 12 питания в ответ на нажатие рукой на срабатывающий под действием давления выключатель, и капиллярная трубка 18 нагревается, образуя нагретую секцию, где испаряется жидкий материал. После выхода из нагретой капиллярной трубки 18 испаренный материал расширяется и смешивается с воздухом, образуя аэрозоль.

Предпочтительно источник 14 жидкости продольно расположен внутри наружного цилиндрического корпуса 22 первой секции 70 (как показано на фиг. 1) или средней секции 73 (как показано на фиг. 5). Более того, источник 14 жидкости содержит жидкое вещество, испаряющееся при нагревании и образующее аэрозоль при выходе из капиллярной трубки 18.

Предпочтительно капиллярная трубка 18 содержит входной конец 62, сообщающийся с выходным отверстием 16 в источнике 14 жидкости с возможностью переноса текучей среды, и выходной конец 60 (показан на фиг. 5 и 6), который во время работы выпускает испаренный жидкий материал из капиллярной трубки 18.

Предпочтительно, внутренний диаметр капиллярной трубки 18 составляет от 0,01 до 10 мм, предпочтительнее от 0,05 мм до 1 мм, а наиболее предпочтительно - от 0,05 до 0,4 мм. Например, внутренний диаметр капиллярной трубки может составлять около 0,05 мм. Капиллярные трубки меньшего диаметра обеспечивают более эффективную передачу тепла к жидкости благодаря меньшему расстоянию до центра жидкости, так что для испарения жидкости требуется меньше энергии и само испарение происходит быстрее. В качестве альтернативы, капиллярная трубка имеет площадь поперечного сечения внутреннего канала от 8×10^-5 до 80 мм², предпочтительнее от 0,002 до 0,8 мм², а более предпочтительно - от 0,002 до 0,05 мм². Например, площадь поперечного сечения внутреннего канала капиллярной трубки может составлять около 0,002 мм².

Также предпочтительно длина капиллярной трубки 18 может составлять примерно от 5 до 72 мм, более предпочтительно - примерно от 10 до 60 мм или примерно от 20 до 50 мм. Например, капиллярная трубка 18 может иметь длину около 50 мм и быть выполнена таким образом, что расположенный ближе к выходу ее участок образует нагреваемую секцию 202, а расположенный ближе к входу участок 200 длиной примерно 10 мм остается относительно не нагретым при работающем нагревателе 19 (показано на фиг. 1).

В одном из вариантов капиллярная трубка 18 является по существу прямолинейной. В других вариантах капиллярная трубка 18 может быть свернута в катушку и/или иметь один или несколько изгибов, обеспечивающих экономию места.

Предпочтительно капиллярная трубка 18 выполнена из электропроводного материала, вследствие чего она выполняет функцию нагревателя 19 при пропускании через нее электрического тока. Капиллярная трубка 18 может быть изготовлена из любого электропроводного материала, приспособленного для резистивного нагрева при сохранении необходимой конструктивной прочности при рабочих температурах капиллярной трубки 18 и не вступающего в химические реакции с жидким веществом. Подходящий материал для изготовления капиллярной трубки 18 можно выбрать из группы, содержащей нержавеющую сталь, медь, медные сплавы, пористые керамические материалы, покрытые пленкой резистивного материала, сплав инконель (Inconel®), выпускаемый компанией Special Metals Corporation и представляющий собой хромоникелевый сплав, сплав нихром (Nichrome®), также представляющий собой хромоникелевый сплав, и сочетания этих материалов.

В одном из вариантов капиллярная трубка 18 выполнена из нержавеющей стали и посредством присоединенных к ней по длине электрических выводов 26, пропускающих постоянный или переменный электрический той, является нагревателем 19. Таким образом, указанная капиллярная трубка 18 из нержавеющей стали нагревается посредством резистивного нагрева. Капиллярная трубка 18 из нержавеющей стали предпочтительно имеет круглое поперечное сечение. Капиллярные трубки 18 могут быть изготовлены из трубчатых заготовок различного сечения, подходящих для использования в качестве игл для шприцов, предназначенных для подкожных инъекций. Например, такая капиллярная трубка 18 может быть выполнена на основе иглы #32 с внутренним диаметром 0,11 мм или иглы #26 с внутренним диаметром 0,26 мм.

В другом варианте капиллярная трубка 18 может быть выполнена из неметаллического материала, например, в виде стеклянной трубки. В этом случае нагреватель 19 выполнен из электропроводного материала, допускающего резистивный нагрев, например из нержавеющей стали, нихрома (Nichrome®) или платиновой проволоки, и расположен вдоль стеклянной трубки. Когда нагреватель, расположенный вдоль стеклянной трубки, нагревается, жидкое вещество внутри капиллярной трубки 18 нагревается до температуры, достаточной для по меньшей мере частичного испарения жидкости в этой капиллярной трубке 18.

К металлической капиллярной трубке 18 предпочтительно прикреплены по меньшей мере два электрических вывода 26. В предпочтительном варианте по меньшей мере два электрических вывода 26 припаяны к капиллярной трубке 18 твердым припоем. Предпочтительно один электрический вывод 26 припаян к первому расположенному со стороны входа участку 101 капиллярной трубки 18, а второй электрический вывод 26 припаян к расположенному ближе к выходу 102 концу капиллярной трубки 18, как показано на фиг. 1.

При использовании, когда капиллярная трубка 18 нагревается, расположенное в нагретой части этой капиллярной трубки 18 жидкое вещество испаряется и выбрасывается из выходного отверстия 60 (показано на фиг. 5 и 6), после чего оно расширяется и смешивается с воздухом в смесительной камере 46, образуя аэрозоль.

Предпочтительно электронная сигарета 10 также имеет по меньшей мере одно входное отверстие 24 для воздуха, пропускающее воздух в смесительную камеру 46. Предпочтительно это входное отверстие 24 для подачи воздуха в смесительную камеру 46 расположено по потоку за капиллярной трубкой 18, чтобы минимизировать всасывание воздуха вдоль этой капиллярной трубки и тем самым избежать охлаждения капиллярной трубки 18 во время циклов нагрева. Во время использования испаренный материал расширяется на выходе из капиллярной трубки 18 и в смесительной камере 6, где он может смешиваться с воздухом с образованием аэрозоля, который затем всасывается через вкладыш 20 мундштука. В предпочтительном варианте входных отверстий 24 для воздуха может быть одно или два. В альтернативных вариантах таких входных отверстий для воздуха может быть три, четыре, пять или больше. Изменение размера и числа входных отверстий 24 может также помочь в установлении нужного сопротивления всасыванию в электронной сигарете 10.

Предпочтительно капиллярная трубка 18 расположена на достаточном расстоянии от мундштука электронной сигареты 10, чтобы защитить мундштук и пальцы курильщика, если вкладыш 20 мундштука будет удален.

В предпочтительном варианте источник 14 жидкости может содержать обратный клапан 40, показанный на фиг. 1. Обратный клапан удерживает жидкое вещество внутри источника жидкости, но открывается, когда источник 14 жидкости сдавливают и прикладывают к нему давление. Для устранения непреднамеренного выброса жидкого вещества из источника 14 жидкости или активизации нагревателя 19 обратный клапан 40 может открываться в момент достижения критического минимального давления. Предпочтительно, необходимое для открытия обратного клапана 40 критическое давление равно или немного меньше давления, необходимого для нажатия на выключатель 44, активирующий нагреватель 19. Предпочтительно давление, необходимое для нажатия на выключатель 44 с целью его срабатывания, достаточно высоко, чтобы избежать случайного нагрева. Такая конструкция предупреждает включение нагревателя 19 в отсутствие жидкости, «прокачиваемой» по капилляру.

Предпочтительно обратный клапан 40 также может быть использован для ограничения количества жидкости, всасываемой назад из капилляра после прекращения сдавливания источника 14 жидкости (и/или выключателя 44). Желательно удалить жидкость из капилляра по завершении затяжки (или активации). Наличие остатков жидкости в капилляре в начале следующей затяжки может привести к нежелательному распылению жидкости из нагретого капилляра в начале активации нагревателя. Извлечение жидкости посредством «обратного всасывания» в результате возвращения резервуара источника 14 жидкости в первоначальное несжатое состояние способно предотвратить нежелательное распыление, но может также, если оставить канал незакрытым, привести к всасыванию воздуха в резервуар источника 14 жидкости. Присутствие воздуха ухудшает способность резервуара выдавать жидкость. Запорный клапан 40 может иметь конструкцию, обеспечивающую желательное ограниченное обратное всасывание без подсасывания воздуха в резервуар источника 14 жидкости. Такую конструкцию можно реализовать посредством регулирования размера или запирающего действия обратного клапана, показанного на фиг. 1.

После прекращения сдавливания источника 14 жидкости обратный клапан 40 закрывается. Нагретая капиллярная трубка 18 выбрасывает жидкость, оставшуюся по потоку за обратным клапаном 40. Предпочтительно капиллярная трубка 18 продувается, когда курильщик прекратит сжимать источник 14 жидкости, поскольку любая жидкость, оставшаяся в трубке, выбрасывается при нагревании.

Обратный клапан является односторонним клапаном, допускающим поток жидкости в одном направлении и предотвращающим обратный ток жидкости и проникновение воздушных пузырьков в источник жидкости. Обратный клапан может быть шаровым, мембранным, поворотным, обратным стопорным клапаном, подъемным обратным клапаном, встроенным обратным клапаном или клапаном типа «утиный нос». Для обеспечения продувки нагревательный цикл может быть продлен на управляемую величину после прекращения давления на выключатель 44 и/или закрытия обратного клапана 40.

В некоторых вариантах по потоку за обратным клапаном 40 может быть установлена расходомерная диафрагма 41, определяющая максимальную скорость потока жидкости в капиллярную трубку 18.

К источнику 14 жидкости прилегает выключатель 44, срабатывающий под действием давления. Этот выключатель 44 расположен таким образом, что когда источник 14 жидкости сдавливают, выключатель 44 устанавливает связь со схемой управления для подачи энергии и активации нагревателя 19, который в свою очередь нагревает капиллярную трубку 18 для испарения находящегося в ней жидкого вещества.

В одном из вариантов, показанном на фиг. 6, выключатель 44ʹ расположен на наружной поверхности 204 электронной сигареты 10, при нажатии на который включается нагреватель 19 и сдавливается источник 14 жидкости. В срабатывающий под действием давления выключатель 44 встроена схема управления, подающая энергию к нагревателю в ответ на нажатие выключателя. Предпочтительно срабатывающий под действием давления выключатель 44, 44ʹ прилегает к источнику 14 жидкости таким образом, что нужно всего лишь одно действие, чтобы одновременно активировать выключатель 19 и подать жидкость в капиллярную трубку 18.

Как показано на фиг. 3 и 4, источник 14 жидкости может быть закреплен в держателе 32. Этот держатель 32 имеет углубление 36, в котором размещен срабатывающий под действием давления выключатель 44. Источник 14 жидкости в держателе 32 удерживают зажимы 34. Каждый конец 31, 33 держателя 32 может иметь резьбу или быть по-другому сконфигурирован для сопряжения с первой и второй секциями 70 и 72 электронной сигареты 10. При использовании держателя 32 источник 14 жидкости может быть извлекаемым и заменяемым после исчерпания жидкости. Таким образом, в держателе 32 может быть закреплен новый источник 14 жидкости для продолжения курения.

Предпочтительно источник 12 питания содержит батарейку, расположенную внутри электронной сигареты 10 таким образом, что анод батарейки находится по потоку за катодом. Анодный соединитель 4 батарейки (показан на фиг. 5) контактирует с задним по ходу концом батарейки. Нагреватель 19 может быть соединен с батарейкой посредством двух разделенных промежутком электрических выводов 26 (показаны также на фиг. 1). Источник 12 питания выполнен с возможностью подачи питания на нагреватель 19, связанный с капиллярной трубкой 18 и испаряющий жидкий материал, находящийся внутри этой трубки, в соответствии с циклом питания или с другим заданным периодом времени, например, в течение 5 с, либо до тех пор, пока на источник 14 жидкости и/или на срабатывающий под действием давления выключатель 44 действует приложенное извне давление.

Предпочтительно электрические контакты или соединения между нагревателем 19 и электрическими выводами 26 обладают высокими электропроводностью и термостойкостью, тогда как нагреваемый участок 19 капиллярной трубки 18 имеет высокое электрическое сопротивление, так что тепловыделение происходит главным образом в нагревателе 19, а не в контактах.

В качестве батарейки может быть использована ионно-литиевая батарейка или один из вариантов такой батарейки, например полимерная ионно-литиевая батарейка. В качестве альтернативы может быть использована никель-металлогидридная батарейка, никель-кадмиевая батарейка, литий-марганцевая батарейка, литий-кобальтовая батарейка или топливный элемент. В этом случае, предпочтительно, курильщик может пользоваться электронной сигаретой 10 до тех пор, пока не исчерпается запас энергии в источнике питания. В альтернативном варианте источник 12 питания может быть перезаряжаемым и содержать электрическую цепь, позволяющую подзаряжать батарейку (аккумулятор) от внешнего зарядного устройства. В этом случае, предпочтительно, электрическая цепь после зарядки обеспечивает энергию для заданного числа затяжек, после чего электрическую цепь необходимо снова соединить с внешним зарядным устройством.

Предпочтительно, электронная сигарета 10 содержит также схему управления, которая может быть выполнена на печатной плате 11. После нажатия на выключатель, срабатывающий под действием давления, источник питания активируется и подает энергию нагревателю 19. Схема 11 управления может также иметь световой индикатор 27 активации нагревателя, светящийся, когда нагреватель 19 включен. Предпочтительно этот световой индикатор 27 содержит светодиод и расположен на переднем по ходу конце 28 электронной сигареты 10, так что во время затяжки световой индикатор 27 выглядит как тлеющий уголек. Более того, световой индикатор 27 включения нагревателя может быть расположен так, чтобы его мог видеть курильщик. Кроме того, этот световой индикатор 27 может быть использован для диагностики системы сигареты. Световой индикатор 27 может быть выполнен так, чтобы курильщик мог включать и выключать его по своему желанию, так что при желании световой индикатор 27 может и не работать во время курения.

Схема 11 управления объединена с выключателем 44, срабатывающим под действием давления, и выполнена с возможностью подачи питания на нагреватель 19 капиллярной трубки 18 в ответ на нажатие на этот выключатель 44, предпочтительно с использованием ограничителя максимального периода времени (например, таймера). Схема 11 управления содержит также таймер, ограничивающий время, в течение которого энергия поступает к нагревателю 19.

Период времени, в течение которого нагреватель 19 получает электрический ток, может быть задан заранее в зависимости от количества жидкости, которое нужно испарить. Для этого схема 11 управления может быть программируемой. Схема управления может быть реализована в виде специализированной интегральной схемы (ASIC).

Предпочтительно, включенный нагреватель 19 осуществляет нагрев участка капиллярной трубки 18 в течение менее 10 с, более предпочтительно - менее 7 с. Таким образом, цикл питания (или максимальная продолжительность затяжки) может занимать примерно от 2 до 10 с (например, приблизительно от 3 до 9 с, или от 4 до 8 с или от 5 до 7 с).

Предпочтительно источник 14 жидкости содержит жидкое вещество, точка кипения которого подходит для использования в электронной сигарете 10. Если точка кипения слишком высока, нагреватель 19 не сможет испарить жидкость в капиллярной трубке 18. Однако если точка кипения слишком низка, жидкость может испаряться и без включения нагревателя 19.

Предпочтительно, в состав жидкого вещества входит табакосодержащий материал, имеющий в составе соединения с запахом табака, выделяющиеся из жидкости при нагревании. Жидкость может также представлять собой вещество, содержащее табачные ароматизаторы, и/или никотиносодержащий материал. В качестве альтернативы или в дополнение жидкость может содержать нетабачный материал и/или может не содержать никотина. Например, жидкость может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Предпочтительно, жидкость содержат также вещество, образующее аэрозоль. Примерами подходящих веществ, образующих аэрозоль, являются глицерин и пропиленгликоль.

В процессе использования жидкий материал переносится от источника 14 жидкости в нагретую капиллярную трубку 18 посредством ручной «подкачки», вызванной сдавливанием источника 14 жидкости.

Как показано на фиг. 1, 5 и 6, электронная сигарета 10 содержит также вкладыш 20 мундштука, имеющий по меньшей мере два смещенных относительно оси предпочтительно расходящихся выходных отверстия 21. Предпочтительно, указанный вкладыш 20 мундштука сообщен по текучей среде со смесительной камерой 46 и содержит по меньшей мере два расходящихся выходных отверстия 21 (например, 3, 4, 5 или предпочтительно от 6 до 8 выходных отверстий или более). Предпочтительно эти выходные отверстия 21 во вкладыше 20 мундштука располагаются на концах смещенных относительно оси каналов 23, наклоненных наружу относительно продольного направления электронной сигареты 10 (т.е. расходятся). Используемый здесь термин «смещенный относительно оси» означает угол относительно продольного направления электронной сигареты. Также предпочтительно вкладыш 20 мундштука (или направляющий элемент для потока) имеет выходные отверстия, равномерно распределенные по вкладышу, чтобы по существу равномерно распределять аэрозоль в полости рта курильщика во время использования сигареты. Таким образом, поступающий в рот курильщика аэрозоль входит в полость рта и движется внутри в разных направлениях для создания более полного ощущения во рту курильщика по сравнению с электронными сигаретами, имеющими только одно расположенное по оси выходное отверстие, направляющее аэрозоль в одно место в полости рта курильщика.

Кроме того, выходные отверстия 21 и смещенные относительно оси каналы 23 обеспечивают удаление или разделение на части капелек непреобразованного в аэрозоль жидкого вещества при их ударе о внутренние поверхности 25 вкладыша 20 мундштука и/или внутренние поверхности смещенных относительно оси каналов 23. В предпочтительном варианте выходные отверстия 21 вкладыша 20 мундштука расположены на концах смещенных относительно оси каналов 23 и отклонены на угол от 5 до 60° относительно центральной продольной оси электронной сигареты 10, чтобы более полно распределять аэрозоль в полости рта курильщика во время курения сигареты и удалять капельки.

Предпочтительно диаметр каждого выходного отверстия 21 составляет примерно от 0,015 до 0,090 дюйма (например, примерно от 0,020 до 0,040 дюйма или примерно от 0,028 до 0,038 дюйма). Размер выходных отверстий 21 и смещенных относительно оси каналов 23 можно, наряду с числом выходных отверстий 21, выбирать, чтобы при необходимости подобрать нужное сопротивление всасывания электронной сигареты 10.

Как показано на фиг. 1, внутренняя поверхность 25 вкладыша 20 мундштука может иметь в основном куполообразную форму. В альтернативных вариантах внутренняя поверхность 25 вкладыша 20 мундштука может быть в основном цилиндрической или иметь форму усеченного конуса с плоской торцевой поверхностью. Предпочтительно внутренняя поверхность по существу однородна по всей площади и может быть симметричной относительно продольной оси вкладыша 20 мундштука. Однако в других вариантах эта внутренняя поверхность может быть нерегулярной и/или иметь другую форму.

Предпочтительно вкладыш 20 мундштука закреплен внутри наружного цилиндрического корпуса 22 картриджа 72.

Предпочтительно электронная сигарета 10 имеет примерно такой же размер, как и обычная сигарета. Сигарета 10 может иметь длину примерно от 80 до 110 мм, предпочтительнее - примерно от 80 до 100 мм, а ее диаметр может составлять примерно от 7 до 8 мм. Например, в одном из вариантов такая электронная сигарета имеет длину около 84 мм и диаметр около 7,8 мм.

Наружный цилиндрический корпус 22 электронной сигареты 10 может быть изготовлен из любого подходящего материала или сочетания материалов. Примерами таких материалов являются металлы, сплавы, пластмассы или композиционные материалы, содержащие один или несколько таких материалов, или термопластичные материалы, пригодные для пищевых или фармацевтических приложений, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (РЕЕК), керамика, полиэтилен низкой плотности (LDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE). Предпочтительно этот материал должен быть легким и нехрупким. Более предпочтительно, по меньшей мере часть наружного цилиндрического корпуса 22 должна быть эластомерной, чтобы курильщик мог сдавливать источник 14 жидкости во время курения для выдавливания жидкого материала и активации нагревателя 19. Таким образом, наружный цилиндрический корпус 22 может быть выполнен из разнообразных материалов, включая пластмассы, резину и их сочетания. В предпочтительном варианте наружный цилиндрический корпус 22 изготовлен из силиконового материала. Этот наружный цилиндрический корпус 22 может быть любого подходящего цвета и/или может иметь напечатанные на его поверхности графические обозначения или другие метки.

Испаренный материал, образовавшийся описанным выше способом, может, по меньшей мере частично, конденсироваться с образованием частиц, содержащих аэрозоль. Предпочтительно размер частиц, содержащихся в парах и/или аэрозоле, составляет примерно от 0,5 до 4 мкм и предпочтительнее - примерно от 1 до 4 мкм. В предпочтительном варианте пары и/или аэрозоль имеют частицы размером около 3,3 мкм или меньше, а более предпочтительно - около 2 нм или меньше. Также предпочтительно частицы по существу равномерно распределены в парах и/или аэрозоле.

В другом варианте вместо выключателя, срабатывающего под воздействием давления, может быть использован датчик потока, определяющий поток материала «подкачиваемого» в капилляр, и выполняющий функцию выключателя в цепи между источником 12 питания и нагревателем 19. Более того, в схему может быть добавлен датчик затяжки, соединенный с датчиком потока, так что сигналы от обоих датчиков, указывающие наличие потока жидкости и затяжки, будут инициировать соединение батарейки с нагревателем 19.

Настоящее изобретение применимо также к электронным сигарам, так что указание на «электронную(ые) сигарету(ы)» относится также к электронным сигарам и другим подобным изделиям. Кроме того, название «электронные курительные изделия» должно включать электронные сигары, электронные сигареты и другие подобные изделия.

Использование слов «примерно», «около» в настоящем описании в сочетании с численным значением подразумевает, что соответствующее численное значение содержит допуск ±10% относительно указанного численного значения. Кроме того, когда в этом описании делается ссылка на проценты, имеется в виду, что проценты относятся к весу, то есть, используются весовые проценты.

Кроме того, когда слова «в целом» и «по существу» используются в сочетании с геометрическими формами, имеется в виду, что точность геометрической формы не требуется, но что широта для формы находится в пределах объема раскрытия. При использовании с геометрическими терминами слов «в целом» и «по существу» предполагается, что используются не только формы, удовлетворяющие строгим определениям, но также и формы, приближенные к ним.

Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что описанная с достаточными подробностями новая электронная сигарета является улучшенной. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что описанные выше особенности электронной сигареты могут быть модифицированы и заменены эквивалентами, по существу не отступающими от сущности и не выходящими за объем изобретения. Соответственно, явно подразумевается, что все такие модификации, вариации, замены и эквиваленты, которые попадают в рамки сущности и объема изобретения, определенного формулой изобретения, охватываются этой формулой изобретения.

Изобретение относится к электронной сигарете, которая содержит наружный цилиндрический корпус, вытянутый в продольном направлении; источник жидкости из эластомерного материала, содержащий жидкое вещество и выполненный с возможностью подачи жидкого материала через выходное отверстие в источнике жидкости при его сжатии вручную; капиллярную трубку, имеющую входное отверстие, сообщающееся с выходным отверстием в источнике жидкости, и выходное отверстие; и нагреватель, выполненный с возможностью нагрева капиллярной трубки до температуры, достаточной для по меньшей мере первоначального испарения жидкого вещества, находящегося в капиллярной трубке. Технический результат заключается в обеспечении возможности выдавить жидкость в капиллярную трубку и одновременно включить нагреватель. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электронная сигарета, содержащая наружный цилиндрический корпус, вытянутый в продольном направлении; источник жидкости из эластомерного материала, содержащий жидкое вещество и выполненный с возможностью подачи жидкого материала через выходное отверстие в источнике жидкости при его сжатии вручную; капиллярную трубку, имеющую входное отверстие, сообщающееся с выходным отверстием в источнике жидкости, и выходное отверстие; и нагреватель, выполненный с возможностью нагрева капиллярной трубки до температуры, достаточной для по меньшей мере первоначального испарения жидкого вещества, находящегося в капиллярной трубке.

2. Электронная сигарета по п. 1, в которой источник жидкости по меньшей мере частично находится внутри наружного цилиндрического корпуса.

3. Электронная сигарета по п. 1, дополнительно содержащая источник питания, выполненный с возможностью подачи напряжения на нагреватель, активируемый при сжатии источника жидкости; смесительную камеру, расположенную по потоку за капиллярной трубкой; и по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью подачи всасываемого воздуха в смесительную камеру и его смешивания в этой камере с испаренным жидким материалом для образования аэрозоля.

4. Электронная сигарета по п. 1, в которой внутренний диаметр капиллярной трубки составляет приблизительно от 0,05 до 0,4 мм, а длина - приблизительно от 5 до 72 мм или приблизительно от 10 до 60 мм.

5. Электронная сигарета по п. 1, в которой капиллярная трубка выполнена из нержавеющей стали или из неметаллического материала.

6. Электронная сигарета по п. 3, в которой источник питания включает в себя батарейку.

7. Электронная сигарета по п. 6, в которой нагреватель соединен с батарейкой посредством двух разделенных промежутком электрических выводов.

8. Электронная сигарета по п. 3, дополнительно содержащая схему управления, осуществляющую управление подачей энергии от источника питания к нагревателю.

9. Электронная сигарета по п. 3, в которой по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха расположено по потоку за капиллярной трубкой.

10. Электронная сигарета по п. 8, в которой схема управления дополнительно содержит световой индикатор включения нагревателя, расположенный на переднем по ходу конце электронной сигареты и выполненный с возможностью свечения при включении нагревателя.

11. Электронная сигарета по п. 1, в которой источник жидкости содержит обратный клапан, выполненный с возможностью удержания жидкости внутри источника жидкости и его открытия при приложении давления к источнику жидкости.

12. Электронная сигарета по п. 8, дополнительно содержащая прилегающий к источнику жидкости выключатель, выполненный с возможностью срабатывания под действием давления, прикладываемого к источнику жидкости для выдавливания жидкости в капиллярную трубку, и передачи сигнала в схему управления для подачи энергии к нагревателю.

13. Электронная сигарета по п. 8, дополнительно содержащая прилегающий к источнику жидкости выключатель, расположенный на внешней стенке наружного цилиндрического корпуса и выполненный с возможностью одновременного включения нагревателя и выдавливания жидкости посредством приложения давления к источнику жидкости.

14. Электронная сигарета по п. 8, которая содержит первую, вторую и третью секции, при этом в первой секции находится капиллярная трубка, во второй секции расположен источник питания и схема управления, а в третьей секции находится источник жидкости.

15. Электронная сигарета по п. 14, в которой первая секция является многократно используемой, а вторая секция является одноразовой.

16. Электронная сигарета по п. 14, в которой третья секция содержит держатель для закрепления источника жидкости внутри электронной сигареты, при этом в держателе выполнено углубление, расположенное под источником жидкости и предназначенное для размещения в нем срабатывающего под действием давления выключателя.

17. Электронная сигарета по п. 1, в которой наружный цилиндрический корпус имеет вырез, расположенный над стенкой источника жидкости и обеспечивающий возможность приложения курильщиком давления к источнику жидкости.

18. Электронная сигарета по п. 1, в которой наружный цилиндрический корпус имеет углубление, расположенное над стенкой источника жидкости и обеспечивающее указание курильщику места приложения давления, необходимого для выдавливания жидкости из ее источника.

19. Электронная сигарета по п. 3, дополнительно содержащая расходомерную диафрагму, выполненную с возможностью отграничения максимальной скорости подачи жидкости в капиллярную трубку.

20. Способ достижения ощущений курения сигареты без сжигания табака, включающий в себя этапы, на которых подают жидкость в капиллярную трубку посредством сообщаемого вручную давления сжимаемому источнику жидкости, содержащему жидкость и сообщающемуся с капиллярной трубкой; активируют срабатывающий под действием давления выключатель для передачи электрической энергии от источника питания к электрическому нагревателю, осуществляющему нагрев капиллярной трубки, при этом переданная в нагретую капиллярную трубку жидкость выбрасывается из нее в по меньшей мере частично испаренном состоянии в камеру, расположенную по потоку за капиллярной трубкой, для образования аэрозоля и вытягивания аэрозоля из камеры.

21. Способ по п. 20, в котором сообщаемое вручную сжимаемому источнику жидкости давление также передается срабатывающему от давления выключателю.

22. Способ по п. 20, в котором подача жидкости осуществляется при достижении необходимого минимального давления.

23. Способ по п. 20, в котором подачу жидкости ограничивают максимальной скоростью потока.

24. Способ по п. 20, в котором аэрозоль образуют посредством впуска воздуха и его смешивания с выброшенной из трубки жидкостью по потоку за нагревателем.

25. Способ по п. 20, в котором активация срабатывающего под воздействием давления выключателя происходит при наличии потока из источника жидкости.

26. Способ по п. 20, в котором активация срабатывающего под воздействием давления выключателя происходит при наличии одновременно потока из источника жидкости и затяжки.

27. Электронное курительное изделие, обеспечивающее ощущение курения сигареты без сжигания табака, содержащее капиллярную трубку; сжимаемый источник жидкости, сообщающийся с капиллярной трубкой и выполненный с возможностью сжатия и подачи жидкости в капиллярную трубку; срабатывающий под действием давления выключатель, выполненный с возможностью подачи электрической энергии от источника питания на электрический нагреватель капиллярной трубки при сжатии вручную сжимаемого источника жидкости, так что переданная в нагретую капиллярную трубку жидкость выбрасывается в по меньшей мере частично испаренном состоянии.

28. Электронное курительное изделие по п. 27, дополнительно содержащее обратный клапан, выполненный с возможностью удержания жидкости внутри ее источника в закрытом состоянии и его открывания при сжатии сжимаемого источника жидкости.

29. Электронное курительное изделие по п. 27, в котором срабатывающий под действием давления выключатель расположен на наружной стенке электронного курительного изделия.