Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству для нагревания образующего аэрозоль субстрата. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к имеющему электрический источник энергии генерирующему аэрозоль устройству для нагревания жидкого образующего аэрозоль субстрата.
WO-A-2009/132793 раскрывает электрическую нагреваемую курительную систему. Жидкость содержится в жидкостном резервуаре, и капиллярный фитиль имеет первый конец, который проходит в жидкостный резервуар для контакта с находящейся в нем жидкостью, и второй конец, который выходит из жидкостного резервуара. Нагревательный элемент нагревает второй конец капиллярного фитиля. Нагревательный элемент присутствует в форме спирально свернутого электрического нагревательного элемента, который находится в электрическом соединении с источником электроэнергии и окружает второй конец капиллярного фитиля. В процессе использования нагревательный элемент может быть активирован курильщиком для переключения на источник электроэнергии. Втягивание воздуха через мундштук курильщиком заставляет воздух поступать в электрическую нагреваемую курительную систему через капиллярный фитиль и нагревательный элемент и затем в рот курильщика.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить образование аэрозоля в генерирующих аэрозоль устройствах или системах.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложено генерирующее аэрозоль устройство, включающее: испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата; множество воздушных вентиляционных отверстий и по меньшей мере один воздушный выпуск, причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском, и каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий включает отверстие, предназначенное для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предложен картридж, включающий: резервуар для хранения образующего аэрозоль субстрата; испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата; множество воздушных вентиляционных отверстий и по меньшей мере один воздушный выпуск, причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском, и каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий включает отверстие, предназначенное для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля.
Генерирующее аэрозоль устройство и картридж совместно составляют систему генерирования аэрозоля для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Картридж или генерирующее аэрозоль устройство может включать резервуар для хранения образующего аэрозоль субстрата. В генерирующем аэрозоль устройстве может содержаться испаритель. Испаритель может также содержаться в картридже. Множество воздушных вентиляционных отверстий можно изготавливать в генерирующем аэрозоль устройстве или в картридже, или некоторые из множества воздушных вентиляционных отверстий могут быть изготовлены в генерирующем аэрозоль устройстве, а остальные воздушные вентиляционные отверстия из данного множества могут быть изготовлены в картридже. Воздушный выпуск может быть установлен в генерирующем аэрозоль устройстве или в картридже, или, если установлен более чем один воздушный выпуск, то один или несколько воздушных выпусков могут быть установлены в генерирующем аэрозоль устройстве, и один или несколько воздушных выпусков могут быть установлены в картридже.
Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предложена система генерирования аэрозоля, включающая: испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата; множество воздушных вентиляционных отверстий и по меньшей мере один воздушный выпуск, причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском, и каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий включает отверстие, предназначенное для направления воздуха в направлении к окрестности испарителя, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля, причем воздушные вентиляционные отверстия подают воздух в направлении к окрестности испарителя более чем в одном направлении.
Согласно всем аспектам настоящего изобретения резервуар может представлять собой жидкостный резервуар. Согласно всем аспектам настоящего изобретения образующий аэрозоль субстрат может представлять собой жидкий образующий аэрозоль субстрат. Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Образующий аэрозоль субстрат может быть введен в носитель или основу посредством адсорбции, покрытия, пропитывания или другим способом.
Образующий аэрозоль субстрат может, в качестве альтернативы, представлять собой субстрат любого другого типа, например, газовый субстрат или гелевый субстрат, или любое сочетание субстратов разнообразных типов. Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой твердый субстрат.
Испаритель генерирующего аэрозоль устройства или системы предназначается для нагревания образующего аэрозоль субстрата и образования пересыщенного пара. Пересыщенный пар смешивается и переносится в воздушном потоке из множества воздушных вентиляционных сопел по направлению к воздушному выпуску. Пар конденсируется, образуя аэрозоль, который переносится по направлению к воздушному выпуску в рот курильщика. Генерирующее аэрозоль устройство или картридж может дополнительно включать образующую аэрозоль камеру в направлении воздушного потока между множеством воздушных вентиляционных сопел и воздушным выпуском. Образующая аэрозоль камера может содействовать или способствовать образованию аэрозоля. Генерирующее аэрозоль устройство может включать образующий аэрозоль субстрат или может быть предназначено, чтобы содержать образующий аэрозоль субстрат. Как известно специалистам в данной области техники, аэрозоль представляет собой суспензию твердых частиц или жидких капель в газе, таком как воздух.
Каждое воздушное вентиляционное отверстие представляет собой небольшое отверстие, прорезь или щель. Каждое воздушное вентиляционное отверстие может также представлять собой сопло. Небольшой размер отверстия, щели или прорези приводит к высокой скорости воздушного потока через воздушное вентиляционное отверстие или сопло. Это объясняется тем, что скорость воздушного потока можно увеличивать за счет уменьшения площади поперечного сечения направления воздушного потока, таким образом, чтобы использовать преимущества эффекта Вентури. То есть скорость воздушного потока увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и воздушный поток, проходя через уменьшающееся поперечное сечение, увеличивает свою скорость. Каждое воздушное вентиляционное отверстие или сопло предназначается, чтобы направлять, продвигать или заставлять воздух двигаться с высокой скоростью в направлении к окрестности испарителя. В случае картриджа воздушные вентиляционные отверстия или сопла подают воздух в направлении к окрестности испарителя более чем в одном направлении. В случае устройства воздушные вентиляционные отверстия или сопла подают воздух в направлении к окрестности испарителя более чем в одном направлении. Высокая скорость воздушного потока влияет на скорость охлаждения пересыщенного пара, что влияет на образование аэрозоля. Это, в свою очередь, влияет на средний размер частиц и распределение по размеру частиц аэрозоля. Предпочтительное расстояние между воздушными вентиляционными отверстиями или соплами и испарителем является небольшим. Это улучшает регулирование скорости воздушного потока, поскольку существует небольшая возможность замедления поступающего воздуха или образования сложных турбулентных течений в воздушном потоке. Поскольку воздушные вентиляционные отверстия или сопла подают воздух в направлении к окрестности испарителя более чем в одном направлении, воздушный поток в окрестности испарителя является относительно однородным. Кроме того, скорость охлаждения на всех сторонах испарителя является по существу одинаковой, что приводит к узкому распределению по размеру частиц аэрозоля.
Таким образом, настоящее изобретение предоставляет ряд преимуществ. Во-первых, увеличение скорости охлаждения приводит к уменьшению среднего размера капель в аэрозоле. Это приводит к улучшению органолептических ощущений курильщика. Во-вторых, однородность воздушного потока приводит к сужению интервала размеров частиц в аэрозоле. Это приводит к более устойчивому аэрозолю, что создает более устойчивое ощущение для курильщика. В-третьих, за счет увеличения скорости охлаждения ускоряется процесс образования аэрозоля. Это означает, что можно сделать генерирующее аэрозоль устройство и картридж меньших размеров, поскольку требуется меньшая длина воздушного потока для образования аэрозоля. Настоящее изобретение обеспечивает реализацию всех трех преимуществ. Кроме того, высокая скорость воздушного потока может также уменьшать количество конденсата, который может образовываться внутри генерирующего аэрозоль устройства и картриджа, в частности, внутри образующей аэрозоль камеры. Образование конденсата может влиять на утечку жидкости из генерирующего аэрозоль устройства и картриджа. Таким образом, дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что его можно использовать для уменьшения утечки жидкости.
Согласно одному варианту осуществления воздушные вентиляционные отверстия или сопла представляют собой воздушные впускные отверстия или сопла. Другими словами, воздушные вентиляционные отверстия или сопла создают первый (занимающий наиболее верхнее относительное положение по потоку) трубопровод для атмосферного воздуха, втягиваемого в генерирующее аэрозоль устройство или картридж. Согласно данному варианту осуществления предпочтительная длина воздушных впускных отверстий или сопел должна быть сокращена до минимума, таким образом, что атмосферный воздух втягивается снаружи прямо, насколько это возможно, в генерирующее аэрозоль устройство или картридж в направлении к окрестности испарителя. Это улучшает регулирование скорости воздушного потока, поскольку существует небольшая возможность замедления воздушного потока или создания сложных турбулентных течений. Согласно данному варианту осуществления предпочтительно воздушные впускные отверстия или сопла предусмотрены в корпусе генерирующего аэрозоль устройства или картриджа.
Однако, в качестве альтернативы, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут не представлять собой воздушные впускные отверстия или сопла. Согласно данному варианту осуществления, дополнительные трубопроводы, расположенные выше по потоку относительно воздушных вентиляционных отверстий или сопел, образуют впуски для атмосферного воздуха, втягиваемого в генерирующее аэрозоль устройство или картридж. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла просто переносят воздух в направлении к окрестности испарителя с высокой скоростью. Это обеспечивает регулирование скорости в окрестности испарителя, одновременно делая настоящее изобретение совместимым с разнообразными конструкциями генерирующего аэрозоль устройства или картриджа или системы.
Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одно из воздушных вентиляционных отверстий или сопел включает изогнутую часть. Эта изогнутая часть может представлять собой кривую или угловую часть. Изогнутая часть может быть искривленной. Изогнутая часть может быть предусмотрена в одном, нескольких или всех из воздушных вентиляционных отверстий или сопел. Оказывается особенно предпочтительным, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла представляют собой воздушные впускные отверстия или сопла, и, в частности, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла предусмотрены в корпусе генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Тогда курильщик получает возможность видеть испаритель или другие компоненты в генерирующем аэрозоль устройстве или картридже и иметь потенциальный доступ, чтобы регулировать испаритель или другие компоненты. Включение изогнутой части в воздушные вентиляционные отверстия или сопла предотвращает доступ к внутренним компонентам генерирующего аэрозоль устройства или картриджа или системы.
Согласно одному варианту осуществления воздушные вентиляционные отверстия или сопла предназначены для того, чтобы при использовании устройства с картриджем подавать воздух в направлении к окрестности испарителя по поверхности испарителя. Это направление воздушного потока может быть предпочтительным, поскольку оно обеспечивает высокую скорость воздушного потока, проходящего, как правило, параллельно поверхности испарителя. Это может увеличивать скорость процесса испарения. Кроме того, согласно некоторым вариантам осуществления это направление воздушного потока создает вихревой воздушный поток, другими словами, крутящий, вращающийся или спиральный воздушный поток в окрестности испарителя. Было обнаружено, что при этом увеличивается скорость охлаждения, что уменьшает средний размер частиц в аэрозоле. Кроме того, если испаритель включает нагреватель, направление воздуха по поверхности испарителя, а не непосредственно на испаритель уменьшает необязательное охлаждение нагревателя. Согласно одному варианту осуществления направляющие поток сопла предназначены для подачи воздуха вдоль пути, находящегося на заданном расстоянии от поверхности испарителя, а не непосредственно на испаритель. Это препятствует имеющему высокую скорость воздушному потоку в значительной степени охлаждать испаритель, но позволяет быстро охлаждать пар, который выходит из испарителя. Это повышает эффективность генерирующего аэрозоль устройства.
Поскольку воздушные вентиляционные отверстия или сопла подают воздух с высокой скоростью более чем в одном направлении, воздух можно направлять по поверхности испарителя в более чем одну часть испарителя. Это увеличивает вероятность по существу одинакового охлаждения на всех сторонах испарителя, что приводит к устойчивому образованию аэрозоля. При этом также увеличивается вихревой эффект воздушного потока, что повышает скорость охлаждения.
В качестве альтернативы, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя непосредственно на поверхность испарителя. Это направление воздушного потока может проходить по существу перпендикулярно к поверхности испарителя. Данное направление воздушного потока может быть предпочтительным, потому что при этом увеличивается скорость охлаждения, что уменьшает средний размер частиц в аэрозоле.
Поскольку воздушные вентиляционные отверстия или сопла подают имеющий высокую скорость воздушный поток более чем в одном направлении, воздух можно направлять более чем на одну часть испарителя. При этом увеличивается скорость охлаждения, а также увеличивается вероятность по существу одинакового охлаждения на всех сторонах испарителя.
Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут подавать имеющий высокую скорость воздушный поток к окрестности испарителя в любом другом желательном направлении или направлениях. Например, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут подавать воздух в продольном направлении генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Кроме того, каждое воздушное вентиляционное отверстие или сопло может подавать в своем собственном соответствующем направлении. Например, одно воздушное вентиляционное отверстие или сопло может подавать с высокой скоростью воздух по поверхности испарителя, а другое воздушное вентиляционное отверстие или сопло может подавать воздух непосредственно на поверхность испарителя.
Может быть предусмотрено любое подходящее число воздушных вентиляционных отверстий или сопел. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут иметь любую подходящую площадь поперечного сечения или диаметр, что обеспечивает желательную скорость воздушного потока в окрестности испарителя. Площадь поперечного сечения и диаметр воздушных вентиляционных отверстий или сопел также влияет на сопротивление втягиванию. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут иметь одинаковые или различные площади поперечного сечения и диаметры. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут также иметь любую желательную форму поперечного сечения, причем воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут иметь одинаковые различные формы поперечного сечения. Предпочтительно, каждое из воздушных вентиляционных отверстий имеет диаметр, составляющий менее чем или приблизительно равный 0,4 мм. Это обеспечивает высокую скорость направленного воздушного потока. Согласно одному варианту осуществления, при скорости потока, составляющей 27,5 мл/с через воздушный выпуск, скорость воздушного потока через каждое из воздушных вентиляционных отверстий составляет от 10 до 30 м/с. Разделение воздушных вентиляционных отверстий или сопел и испарителя можно устанавливать согласно желательной скорости охлаждения в генерирующем аэрозоль устройстве. Разделение воздушных вентиляционных отверстий или сопел и испарителя может также влиять на сопротивление втягиванию. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут находиться от испарителя на одинаковых или различных расстояниях. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут подавать воздушный поток в любом направлении, которое приводит к желательному движению воздушного потока в генерирующем аэрозоль устройстве или картридже. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут подавать воздушный поток в одинаковых или различных направлениях.
Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть расположены в любой подходящей конфигурации, которая приводит к желательной скорости охлаждения. Предпочтительно, воздушные вентиляционные отверстия или сопла расположены симметрично по отношению к испарителю. Это приводит к однородному воздушному потоку вокруг испарителя, что обеспечивает устойчивую скорость охлаждения и, следовательно, устойчивый размер частиц в аэрозоле. Предпочтительно, воздушные вентиляционные отверстия или сопла расположены симметрично по отношению к продольной оси генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть расположены так, что они образуют множество наборов воздушных вентиляционных отверстий или сопел. Каждый набор может быть отделен в продольном направлении от других наборов. Однако можно предусмотреть один, два, три, четыре или более наборов разделенных в продольном направлении воздушных вентиляционных отверстий или сопел, и каждый набор может включать одно, два, три, четыре или более воздушных вентиляционных отверстий или сопел.
Если воздушные вентиляционные отверстия или сопла предусмотрены в корпусе генерирующего аэрозоль устройства или картриджа, эти воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть распределены по окружности вокруг корпуса. Предпочтительно, воздушные вентиляционные отверстия или сопла распределены симметрично вокруг корпуса, таким образом, чтобы увеличивать вероятность того, что скорость охлаждения является по существу одинаковой во всем генерирующем аэрозоль устройстве и картридже. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть расположены в продольном направлении, образуя один или несколько рядов, которые распределены вдоль корпуса. Согласно одному варианту осуществления в корпусе предусмотрены два разделенных в продольном направлении набора воздушных вентиляционных отверстий или сопел, и каждый набор включает по три воздушных вентиляционных отверстия или сопла, симметрично распределенных вдоль окружности корпуса.
Согласно одному варианту осуществления генерирующее аэрозоль устройство или картридж дополнительно включает: жидкостный резервуар, чтобы хранить жидкий образующий аэрозоль субстрат; и продолговатый капиллярный элемент, чтобы перемещать жидкий образующий аэрозоль субстрат из жидкостного резервуара по направлению к испарителю, причем данный капиллярный элемент имеет первый конец, проходящий в жидкостный резервуар, и второй конец, противоположный первому концу, причем испаритель предназначается, чтобы нагревать жидкий образующий аэрозоль субстрат во втором конце капиллярного элемента.
Согласно данному варианту осуществления в процессе использования жидкость перемещается из жидкостного резервуара под действием капиллярных сил из первого конца капиллярного элемента по направлению ко второму концу капиллярного элемента. Жидкость во втором конце капиллярного элемента испаряется, образуя пересыщенный пар. Предпочтительно, капиллярный элемент находится в контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом в жидкостном резервуаре. Жидкий образующий аэрозоль субстрат имеет подходящие физические свойства, в том числе, но не ограничиваясь этим, поверхностное натяжение, вязкость, плотность, теплопроводность, температура кипения и давление пара, которые позволяют жидкости перемещаться через капиллярный элемент под действием капиллярных сил.
Согласно данному варианту осуществления предпочтительно воздушные вентиляционные отверстия или сопла представляют собой воздушные впускные отверстия или сопла. Другими словами, воздушные вентиляционные отверстия или сопла образуют первый (занимающий наиболее высокое относительное положение по потоку) трубопровод для атмосферного воздуха, который втягивается в генерирующее аэрозоль устройство или картридж. Предпочтительно, воздушные впускные отверстия или сопла предусмотрены в корпусе генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Предпочтительно, воздушные впускные отверстия или сопла предусмотрены в корпусе генерирующего аэрозоль устройства или картриджа в области второго конца капиллярного элемента и испарителя, таким образом, что атмосферный воздух втягивается непосредственно снаружи в генерирующее аэрозоль устройство или картридж в направлении к области второго конца капиллярного элемента и к испарителю.
Согласно данному варианту осуществления, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла предназначены для подачи воздуха к окрестности испарителя в направлении по поверхности испарителя, данные воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха по поверхности капиллярного элемента. Это является предпочтительным, потому что предотвращает чрезмерное высушивание капиллярного элемента. Продолговатый капиллярный элемент, предпочтительно, проходит в направлении продольной оси генерирующего аэрозоль устройства. Если генерирующее аэрозоль устройство и/или картридж имеют круглое поперечное сечение, продолговатый капиллярный элемент, предпочтительно, проходит, как правило, вдоль центральной оси генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. В таком случае движение воздуха по поверхности капиллярного элемента может осуществляться в тангенциальном направлении по отношению к капиллярному элементу, и круглое поперечное сечение генерирующего аэрозоль устройства или картриджа и сопел может быть предназначено для подачи воздуха вдоль пути на заданном расстоянии от капиллярного элемента в его ближайшей точке, т.е. на заданной высоте над поверхностью капиллярного элемента. Воздушный поток может проходить по существу перпендикулярно к продольной оси. В качестве альтернативы, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха по поверхности испарителя, но непосредственно на поверхность капиллярного элемента.
Согласно данному варианту осуществления, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла предназначены для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя непосредственно на поверхность испарителя, то воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха непосредственно на поверхность капиллярного элемента. Продолговатый капиллярный элемент, предпочтительно, проходит в направлении продольной оси генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Если генерирующее аэрозоль устройство и/или картридж имеют круглое поперечное сечение, продолговатый капиллярный элемент, предпочтительно, проходит, как правило, вдоль центральной оси генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. В таком случае подача воздуха непосредственно на поверхность капиллярного элемента может осуществляться в радиальном направлении по отношению к капиллярному элементу и круглому поперечному сечению генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Воздушный поток может проходить по существу перпендикулярно к продольной оси. В качестве альтернативы, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха непосредственно на поверхность капиллярного элемента, но не прямо на испаритель. Например, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут подавать воздух непосредственно на часть капиллярного элемента, прилегающую к испарителю. Оказывается особенно предпочтительным, если испаритель включает нагреватель, потому что при этом уменьшается охлаждение нагревателя.
Если воздушные вентиляционные отверстия или сопла предусмотрены в корпусе генерирующего аэрозоль устройства или картриджа, эти воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут распределяться по окружности вокруг корпуса. Предпочтительно воздушные вентиляционные отверстия или сопла распределяются симметрично вокруг корпуса, таким образом, чтобы увеличивалась вероятность того, что скорость охлаждения является по существу одинаковой во всем генерирующем аэрозоль устройстве. Продолговатый капиллярный элемент, предпочтительно, проходит в направлении центральной продольной оси генерирующего аэрозоль устройства или картриджа. Таким образом, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла распределяются симметрично вокруг корпуса, это приводит к по существу одинаковому воздушному потоку на всех сторонах капиллярного элемента. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть расположены в один или несколько рядов, которые в продольном направлении распределяются вдоль корпуса. Согласно одному варианту осуществления в корпусе предусмотрены два распределенных в продольном направлении набора воздушных вентиляционных отверстий или сопел, и каждый набор включает по три воздушных вентиляционных отверстия или сопла, симметрично распределенных вдоль окружности корпуса. Однако, разумеется, являются возможными и другие числа и схемы воздушных вентиляционных отверстий или сопел.
Капиллярный элемент может включать любой подходящий материал или сочетание материалов, которые способны проводить жидкий образующий аэрозоль субстрат по направлению к испарителю. Капиллярный элемент, предпочтительно, включает пористый материал, но это не является обязательным. Капиллярный элемент может иметь форму фитиля. Капиллярный элемент может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный элемент, предпочтительно, включает пучок капилляров. Например, капиллярный элемент может включать множество волокон или нитей, или других тонких полых трубок, и они могут быть, как правило, ориентированными в продольном направлении генерирующего аэрозоль устройства или системы. В качестве альтернативы, капиллярный элемент может включать губкоподобный или пеноподобный материал, которому придана форма стержня. Эта форма стержня может проходить, как правило, в продольном направлении генерирующего аэрозоль устройства или системы. Особенно предпочтительные капиллярные материалы или материал будут зависеть от физических свойств жидкого образующего аэрозоль субстрата. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый материал или пеноматериал, материалы на керамической или графитовой основе в форме волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волокнистый материал, например, изготовленный из пряденых или экструдированных волокон, таких как ацетатцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамические волокна. Капиллярный материал может иметь любую подходящую капиллярность, таким образом, чтобы его можно было использовать для жидкостей, имеющих различные физические свойства.
Жидкостный резервуар может защищать жидкий образующий аэрозоль субстрат от атмосферного воздуха (потому что воздух, как правило, не может поступать в жидкостный резервуар). Жидкостный резервуар может защищать жидкий образующий аэрозоль субстрат от света, таким образом, что в значительной степени уменьшается риск разложения жидкости. Кроме того, можно поддерживать высокий уровень гигиены. Жидкостный резервуар может не быть пополняемым. Таким образом, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат в жидкостном резервуаре расходуется, картридж подлежит замене. В качестве альтернативы, жидкостный резервуар может быть пополняемым. В таком случае картридж можно заменять после определенного числа пополнений жидкостного резервуара. Предпочтительно, жидкостный резервуар предназначается, чтобы содержать жидкий образующий аэрозоль субстрат в течение заданного числа затяжек.
Согласно следующему варианту осуществления жидкостный резервуар включает внутренний канал, причем испаритель проходит по меньшей мере через часть внутреннего канала, когда устройство находится в процессе использования с картриджем; и картридж дополнительно включает капиллярное соединительное устройство, по меньшей мере частично занимающее внутренний канал, чтобы перемещать жидкий образующий аэрозоль субстрат по направлению к испарителю.
Согласно данному варианту осуществления в процессе использования жидкость перемещается из жидкостного резервуара под действием капиллярных сил через капиллярное соединительное устройство, которое занимает внутренний канал. Первая сторона капиллярного соединительного устройства, предпочтительно, находится в контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом в жидкостном резервуаре. Вторая сторона капиллярного соединительного устройства находится в контакте с испарителем или прилегает к нему. Жидкость вблизи второй стороны капиллярного соединительного устройства испаряется, образуя пересыщенный пар, который смешивается и переносится в воздушном потоке через внутренний канал. Внутренний канал жидкостного резервуара может включать образующую аэрозоль камеру, которая способствует образованию аэрозоля. Жидкостный резервуар может иметь цилиндрическую форму, и внутренний канал может проходить в направлении продольной оси цилиндра. Таким образом, жидкостный резервуар может иметь кольцевое поперечное сечение. Жидкий образующий аэрозоль субстрат имеет физические свойства, в том числе, но не ограничиваясь этим, поверхностное натяжение, вязкость, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые позволяют жидкости перемещаться через капиллярное соединительное устройство под действием капиллярных сил.
Согласно данному варианту осуществления, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла предназначены для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя непосредственно на поверхность испарителя, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха непосредственно на поверхность капиллярного соединительного устройства. Внутренний канал жидкостного резервуара, предпочтительно, проходит в направлении продольной оси картриджа. Капиллярное соединительное устройство также, предпочтительно, проходит в направлении продольной оси картриджа. Если картридж имеет круглое поперечное сечение, внутренний канал и капиллярное соединительное устройство, предпочтительно, являются симметричными относительно центральной оси картриджа. В таком случае подача воздуха непосредственно на поверхность капиллярного соединительного устройства может осуществляться в радиальном направлении по отношению к внутреннему каналу, капиллярному соединительному устройству и круглому поперечному сечению картриджа. Воздушный поток может быть по существу перпендикулярным продольной оси. В качестве альтернативы, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть предназначены для подачи воздуха непосредственно на поверхность капиллярного соединительного устройства, но не прямо на испаритель. Например, воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут подавать воздух непосредственно на часть капиллярного соединительного устройства, которая прилегает к испарителю.
Капиллярное соединительное устройство может включать любой подходящий материал или сочетание материалов, которые способны перемещать жидкий образующий аэрозоль субстрат по направлению к испарителю. Капиллярное соединительное устройство, предпочтительно, включает пористый материал, но это не является обязательным. Капиллярное соединительное устройство может включать любой подходящий капиллярный материал, которому придана форма трубки. Трубка капиллярного материала может проходить вдоль всей или части длины внутреннего канала в жидкостном резервуаре. Капиллярное соединительное устройство может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярное соединительное устройство может включать множество волокон или нитей, или других тонких полых трубок. В качестве альтернативы, капиллярный элемент может включать губкоподобный или пеноподобный материал. Особенно предпочтительные капиллярные материалы или материал будут зависеть от физических свойств жидкого образующего аэрозоль субстрата. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый материал или пеноматериал, материалы на керамической или графитовой основе в форме волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волокнистый материал, например, изготовленный из пряденых или экструдированных волокон, таких как ацетатцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамические волокна. Капиллярный материал может иметь любую подходящую капиллярность, таким образом, чтобы его можно было использовать для жидкостей, имеющих различные физические свойства.
Жидкостный резервуар может защищать жидкий образующий аэрозоль субстрат от атмосферного воздуха (потому что воздух не может, как правило, поступать в жидкостный резервуар). Жидкостный резервуар может защищать жидкий образующий аэрозоль субстрат от света, таким образом, что в значительной степени уменьшается риск разложения жидкости. Кроме того, можно поддерживать высокий уровень гигиены. Жидкостный резервуар может не быть пополняемым. Таким образом, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат в жидкостном резервуаре расходуется, картридж подлежит замене. В качестве альтернативы, жидкостный резервуар может быть пополняемым. В таком случае, картридж можно заменять после определенного числа пополнений жидкостного резервуара. Предпочтительно, жидкостный резервуар предназначается, чтобы содержать жидкий образующий аэрозоль субстрат в течение заданного числа затяжек.
Согласно следующему варианту осуществления устройство или картридж может дополнительно включать воздушную впускную трубку, по меньшей мере частично проходящую во внутренний канал, причем данная воздушная впускная трубка включает множество воздушных вентиляционных отверстий или сопел, и направление воздушного потока проходит вдоль воздушной впускной трубки, через воздушные вентиляционные отверстия или сопла и к воздушному выпуску.
Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть распределены по окружности вокруг воздушной впускной трубки. Предпочтительно, воздушные вентиляционные отверстия или сопла распределяются симметрично вокруг воздушной впускной трубки, таким образом, чтобы увеличивать вероятность того, что скорость охлаждения является по существу одинаковой во всем генерирующем аэрозоль устройстве или системе. Внутренний канал жидкостного резервуара и капиллярное соединительное устройство, предпочтительно, проходят в направлении центральной продольной оси картриджа. Воздушная впускная трубка также, предпочтительно, проходит в направлении центральной продольной оси картриджа. Таким образом, если воздушные вентиляционные отверстия или сопла распределяются симметрично вокруг воздушной впускной трубки, это будет приводить к по существу одинаковому воздушному потоку во всех частях капиллярного соединительного устройства и испарителя. Воздушные вентиляционные отверстия или сопла могут быть расположены в один или несколько рядов, распределенных в продольном направлении вдоль воздушной впускной трубки. Согласно одному варианту осуществления три распределенных в продольном направлении набора воздушных вентиляционных отверстий или сопел предусмотрены в воздушной впускной трубке, и каждый набор включает по три воздушных вентиляционных отверстия или сопла, которые симметрично распределены вдоль окружности воздушной впускной трубки. Однако, разумеется, являются возможными и другие числа и схемы воздушных вентиляционных отверстий или сопел.
Генерирующее аэрозоль устройство или картридж может дополнительно включать воздушный впуск и датчик воздушного потока для измерения воздушного потока через воздушный впуск, причем вторичное направление воздушного потока определяется между воздушным впуском и воздушным выпуском. Согласно данному варианту осуществления первичный воздушный поток проходит через воздушные вентиляционные отверстия или сопла, но существует и вторичный воздушный поток через воздушный впуск. Предпочтительно, вторичный воздушный поток является малым по сравнению с первичным воздушным потоком. Это допускает, чтобы скорость через воздушные вентиляционные отверстия или сопла в первичном воздушном потоке была высокой, причем скорость воздушного потока измеряется датчиком воздушного потока во вторичном воздушном потоке. Генерирующее аэрозоль устройство или картридж можно калибровать, таким образом, что датчик воздушного потока во вторичном направлении воздушного потока определяет меру скорости воздушного потока в первичном направлении воздушного потока и, в частности, в окрестности испарителя. Предпочтительно, вторичное направление воздушного потока обходит воздушные вентиляционные отверстия или сопла.
Испаритель может представлять собой нагреватель. Нагреватель может нагревать образующий аэрозоль субстрат посредством одного или нескольких процессов, таких как теплопроводность, конвекция и излучение. Нагреватель может представлять собой электрический нагреватель, питаемый источником электроэнергии. Нагреватель может питать, в качестве альтернативы, неэлектрический источник энергии, такой как сгораемое топливо: например, нагреватель может включать теплопроводный элемент, который нагревается посредством горения газообразного топлива. Нагреватель может нагревать образующий аэрозоль субстрат посредством теплопроводности и может находиться по меньшей мере частично в контакте с субстратом или носителем, на который нанесен субстрат. В качестве альтернативы, тепло от нагревателя может передаваться субстрату посредством промежуточного теплопроводного элемента. В качестве альтернативы, нагреватель может передавать тепло поступающему атмосферному воздуху, который втягивается через систему генерирования аэрозоля в процессе использования, и который, в свою очередь, нагревает образующий аэрозоль субстрат посредством конвекции.
Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство имеет электрическое управление, и испаритель включает электрический нагреватель для нагревания образующего аэрозоль субстрата.
Электрический нагреватель может включать единственный нагревательный элемент. В качестве альтернативы, электрический нагреватель может включать более чем один нагревательный элемент, например, два, или три, или четыре, или пять, или шесть, или более нагревательных элементов. Нагревательный элемент или нагревательные элементы могут быть расположены соответствующим образом, чтобы в результате этого наиболее эффективно нагревать образующий аэрозоль субстрат.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент, предпочтительно, включает диэлектрический материал. Подходящие диэлектрические материалы включают, но не ограничиваются этим, полупроводники, такие как легированные керамические материалы, электропроводящие керамические материалы (такие как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, металлические сплавы и композитные материалы, изготовленные из керамического материала, и металлический материал. Такие композитные материалы могут включать легированные или нелегированные керамические материалы. Примеры подходящих легированных керамических материалов включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы и сверхпрочные сплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированный товарный знак Titanium Metals Corporation (1999 Broadway Suite 4300, Denver Colorado). В композитных материалах диэлектрический материал может быть опционально внедрен, инкапсулирован или покрыт изоляционным материалом, или наоборот, в зависимости от требуемых кинетических параметров переноса энергии и внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент может включать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В таком случае инертный материал может включать полиимид Kapton® или фольгу из слюды. Kapton® представляет собой зарегистрированный товарный знак E. I. du Pont de Nemours and Company (1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898, United States of America).
В качестве альтернативы, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может включать инфракрасный нагревательный элемент, источник света или индуктивный нагревательный элемент.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может принимать любую подходящую форму. Например, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может присутствовать в форме нагреваемого клинка. В качестве альтернативы, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может присутствовать в форме оболочки или подложки, имеющей различные электропроводящие части, или диэлектрической металлической трубки. В качестве альтернативы, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может представлять собой дисковый (торцевой) нагреватель или сочетание дискового нагревателя с нагревательными иглами или стержнями. В качестве альтернативы, по меньшей мере один электрический нагревательный элемент может включать гибкий лист материала. Другие альтернативы включают нагреваемую проволоку или нить, например, проволоку из платины, вольфрама сплава никеля и хрома, или другого сплава, или нагреваемую пластину. Опционально, нагревательный элемент может быть внедрен в объем или нанесен на поверхность твердого материала носителя.
По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может включать теплоотвод или тепловой резервуар, включающий материал, способный поглощать и сохранять тепло и впоследствии высвобождать тепло в течение некоторого времени для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Теплоотвод можно изготавливать, используя любой подходящий материал, такой как подходящий металл или керамический материал. Предпочтительно, данный материал имеет высокую теплоемкость (тепловой аккумулятор переменной температуры) или представляет собой материал, способный поглощать и впоследствии высвобождать тепло в ходе обратимого процесса, такого как высокотемпературный фазовый переход. Подходящие тепловые аккумуляторы переменной температуры включают силикагель, оксид алюминия, углерод, стеклоткань, стекловолокно, минералы, металлы или сплавы, такие как алюминий, серебро или свинец, а также целлюлозные материалы. Другие подходящие материалы, которые высвобождают тепло в процессе обратимого фазового перехода, включают парафин, ацетат натрия, нафталин, воск, полиэтиленоксид, металл, соль металла, эвтектические смеси солей или сплавы.
Теплоотвод может быть расположен таким образом, что он находится в непосредственном контакте с образующим аэрозоль субстратом и может переносить аккумулируемое тепло непосредственно образующему аэрозоль субстрату. В качестве альтернативы, тепло, которое аккумулируется в теплоотводе или тепловом резервуаре, можно передавать образующему аэрозоль субстрату посредством теплового проводника, такого как металлическая трубка.
По меньшей мере один нагревательный элемент может нагревать образующий аэрозоль субстрат посредством теплопроводности. Нагревательный элемент может находиться по меньшей мере частично в контакте с образующим аэрозоль субстратом. В качестве альтернативы, тепло из нагревательного элемента может передаваться образующему аэрозоль субстрату посредством теплопроводного элемента.
В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент может передавать тепло поступающему атмосферному воздуху, который втягивается через генерирующее аэрозоль устройство в процессе использования и который, в свою очередь, нагревает образующий аэрозоль субстрат посредством конвекции. Атмосферный воздух может нагреваться перед пропусканием через образующий аэрозоль субстрат. В качестве альтернативы, атмосферный воздух может сначала втягиваться через образующий аэрозоль субстрат и затем нагреваться.
Однако настоящее изобретение не ограничивается нагревательными испарителями, но оно может использоваться в генерирующих аэрозоль устройствах и системах, в которых пар и образующийся аэрозоль производит механический испаритель, например, но не ограничиваясь этим, пьезоиспаритель или распылитель с использованием сжатой жидкости.
Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления генерирующее аэрозоль устройство имеет электрический источник энергии, испаритель включает электрический нагреватель, и генерирующее аэрозоль устройство или картридж дополнительно включает продолговатый капиллярный элемент для перемещения жидкого образующего аэрозоль субстрата из жидкостного резервуара по направлению к электрическому нагревателю, причем данный капиллярный элемент имеет первый конец, проходящий в жидкостный резервуар, и второй конец, противоположный первому концу, где электрический нагреватель предназначается, чтобы нагревать жидкий образующий аэрозоль субстрат во втором конце капиллярного элемента. Когда нагреватель приводится в действие, жидкий субстрат во втором конце капиллярного элемента испаряется нагревателем, образуя пересыщенный пар.
Согласно следующему особенно предпочтительному варианту осуществления, генерирующее аэрозоль устройство имеет электрический источник энергии, испаритель включает электрический нагреватель, и генерирующее аэрозоль устройство дополнительно включает: первый конец, имеющий мундштук; второй конец, противоположный первому концу; источник электроэнергии и электрический контур для соединения с электрическим нагревателем; резервуар для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата; и продолговатый капиллярный элемент для перемещения жидкого образующего аэрозоль субстрата из жидкостного резервуара по направлению к электрическому нагревателю, причем капиллярный элемент имеет первую часть, проходящую в жидкостный резервуар, и вторую часть, противоположную первой части; где электрический нагреватель предназначается, чтобы нагревать жидкий образующий аэрозоль субстрат во второй части капиллярного элемента; где жидкостный резервуар, капиллярный элемент и электрический нагреватель расположены в первом конце генерирующего аэрозоль устройства; и где источник электроэнергии и электрический контур расположены во втором конце генерирующего аэрозоль устройства. Жидкостный резервуар, а также опционально капиллярный элемент и нагреватель можно извлекать из генерирующего аэрозоль устройства как единый компонент.
Согласно следующему особенно предпочтительному варианту осуществления генерирующее аэрозоль устройство имеет электрический источник энергии, и испаритель включает электрический нагреватель; генерирующее аэрозоль устройство включает источник электроэнергии и электрический контур для соединения с электрическим нагревателем; и картридж включает мундштук и продолговатый капиллярный элемент для перемещения жидкого образующего аэрозоль субстрата из жидкостного резервуара по направлению к электрическому нагревателю, причем капиллярный элемент имеет первую часть, проходящую в жидкостный резервуар, и вторую часть, противоположную первой части, где электрический нагреватель установлен в картридже и предназначен для нагревания жидкого образующего аэрозоль субстрата во второй части капиллярного элемента.
Жидкостный резервуар, а также опционально капиллярный элемент и нагреватель можно извлекать из системы генерирования аэрозоля как единый компонент.
Согласно следующему особенно предпочтительному варианту осуществления система генерирования аэрозоля имеет электрический источник энергии, испаритель включает электрический нагреватель, и жидкостный резервуар включает внутренний канал, причем электрический нагреватель проходит по меньшей мере через часть внутреннего канала, когда устройство используется с картриджем; и устройство или картридж дополнительно включает капиллярное соединительное устройство, по меньшей мере частично занимающее внутренний канал, когда устройство используется с нагревателем, чтобы перемещать жидкий образующий аэрозоль субстрат по направлению к электрическому нагревателю. Когда нагреватель приводится в действие, жидкость в капиллярном соединительном устройстве испаряется нагревателем, образуя пересыщенный пар.
Согласно следующему особенно предпочтительному варианту осуществления генерирующее аэрозоль устройство имеет электрический источник энергии, испаритель включает электрический нагреватель, и жидкостный резервуар включает внутренний канал, причем электрический нагреватель проходит по меньшей мере через часть внутреннего канала; устройство включает источник электроэнергии и электрический контур для соединения с электрическим нагревателем; и картридж включает мундштук и капиллярное соединительное устройство, которое по меньшей мере частично занимает внутренний канал, чтобы перемещать жидкий образующий аэрозоль субстрат по направлению к электрическому нагревателю; при этом электрический нагреватель установлен в картридже.
Жидкостный резервуар и капиллярное соединительное устройство, а также опционально нагреватель можно извлекать из генерирующего аэрозоль устройства как единый компонент.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат, предпочтительно, имеет физические свойства, например, температуру кипения и давление пара, подходящие для использования в генерирующем аэрозоль устройстве, картридже или системе генерирования аэрозоля. Если температура кипения является чрезмерно высокой, становится невозможным нагревание жидкости, но если температура кипения является чрезмерно низкой, жидкость может нагреваться чрезмерно быстро. Жидкость, предпочтительно, включает содержащий табак материал, включающий летучие табачные ароматизирующие соединения, которые высвобождаются из жидкости в процессе нагревания. В качестве альтернативы или дополнения, жидкость может включать нетабачный материал. Жидкость может включать водные растворы, неводные растворители, такие как этанол, растительные экстракты, никотин, натуральные или искусственные ароматизирующие вещества или любые их сочетания. Предпочтительно, жидкость дополнительно включает образующее аэрозоль вещество, которое способствует образованию плотного и устойчивого аэрозоля. Примеры подходящих образующих аэрозоль веществ представляют собой глицерин и пропиленгликоль.
Генерирующее аэрозоль устройство или система генерирования аэрозоля может иметь электрическое питание и может дополнительно включать источник электроэнергии. Источник электроэнергии может представлять собой источник электроэнергии переменного тока или источник электроэнергии постоянного тока. Предпочтительно, источник электроэнергии представляет собой аккумулятор. Генерирующее аэрозоль устройство или система генерирования аэрозоля может дополнительно включать электрический контур. Согласно одному варианту осуществления, электрический контур включает датчик для обнаружения воздушного потока, который показывает, что курильщик делает затяжку. Если воздушный впуск, имеющий датчик воздушного потока, предусмотрен как часть вторичного направления воздушного потока, датчик может быть установлен дополнительно. В таком случае электрический контур, предпочтительно, предназначается, чтобы направлять импульс электрического тока в испаритель, когда датчик обнаруживает, что курильщик делает затяжку. Предпочтительно, период времени импульса электрического тока предварительно устанавливается в зависимости от желательного количества жидкости для испарения. Электрический контур, предпочтительно, программируется для этой цели. В качестве альтернативы, электрический контур может включать управляемый вручную переключатель, чтобы курильщик начинал затяжку. Предпочтительно, период времени импульса электрического тока предварительно устанавливается в зависимости от желательного количества жидкости для испарения. Электрический контур, предпочтительно, программируется для этой цели.
Предпочтительно генерирующее аэрозоль устройство или картридж или система генерирования аэрозоля включает корпус. Предпочтительно, корпус является продолговатым. Если генерирующее аэрозоль устройство или картридж включает продолговатый капиллярный элемент, продольная ось капиллярного элемента и продольная ось корпуса могут быть по существу параллельными. Корпус может включать оболочку и мундштук. В таком случае все компоненты могут содержаться в оболочке или мундштуке. Согласно одному варианту осуществления, корпус включает извлекаемую вставку. Извлекаемая вставка может включать жидкостный резервуар, капиллярный элемент и испаритель. В качестве альтернативы, извлекаемая вставка может включать жидкостный резервуар, капиллярное соединительное устройство и испаритель. Согласно данному варианту осуществления, эти части генерирующего аэрозоль устройства можно извлекать из корпуса как единый компонент. Это может оказаться полезным, например, для пополнения или замены жидкостного резервуара.
Корпус может включать любой подходящий материал или сочетание материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или несколько из вышеупомянутых материалов, или термопластмассы, которые являются подходящими для пищевых или фармацевтических приложений, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительный материал является легким и нехрупким.
Предпочтительно генерирующее аэрозоль устройство и картридж являются портативными, в том числе по отдельности и совместно. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство может быть повторно использовано курильщиком. Предпочтительно, картридж выбрасывается курильщиком, например, когда заканчивается жидкость, содержащаяся в жидкостном резервуаре. Генерирующее аэрозоль устройство и картридж могут совместно составлять систему генерирования аэрозоля, которая представляет собой курительную систему и которая может иметь размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Курительная система может иметь суммарную длину, составляющую от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительная система может иметь внешний диаметр, составляющий от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм. Согласно данному варианту осуществления каждое воздушное вентиляционное отверстие или сопло может иметь диаметр, составляющий менее чем или приблизительно равный 0,4 мм. Аэрозоль, который образует система генерирования аэрозоля, может иметь средний размер частиц, составляющий менее чем приблизительно 1,5 мкм или, предпочтительнее, менее чем приблизительно 1,0 мкм или, еще предпочтительнее, менее чем приблизительно 0,7 мкм.
Предпочтительно система генерирования аэрозоля представляет собой курительную систему, имеющую электрический источник энергии. Согласно настоящему изобретению предложено генерирующее аэрозоль устройство, включающее: резервуар для хранения образующего аэрозоль субстрата; испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата для образования аэрозоля; множество воздушных вентиляционных отверстий или сопел; и по меньшей мере один воздушный выпуск, причем воздушные вентиляционные отверстия или сопла и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями или соплами и воздушным выпуском; где каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий или сопел представляет собой отверстие, предназначенное для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля, и воздушные вентиляционные отверстия или сопла подают воздух к окрестности испарителя более чем в одном направлении.
Отличительные особенности, которые описаны по отношению к одному аспекту настоящего изобретения, могут быть применимыми и к другому аспекту настоящего изобретения.
Далее настоящее изобретение будет подробно описано, исключительно посредством примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи, в числе которых:
фиг. 1 представляет систему генерирования аэрозоля согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 представляет поперечное сечение вдоль линии II-II на фиг. 1;
фиг. 3 представляет альтернативное поперечное сечение вдоль линии II-II на фиг. 1;
фиг. 4 представляет систему генерирования аэрозоля согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения; и
фиг. 5 представляет поперечное сечение вдоль линии V-V на фиг. 4.
Фиг. 1 представляет схематическое изображение системы генерирования аэрозоля согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 является схематической по своей природе. В частности, представленные компоненты необязательно должны соответствовать действительному масштабу, в том числе индивидуально или по отношению друг к другу. Хотя это не представлено определенным образом на фиг. 1, система генерирования аэрозоля включает генерирующее аэрозоль устройство, которое, предпочтительно, предназначено для многоразового использования, в сочетании с картриджем, который, предпочтительно, предназначен для одноразового использования. На фиг. 1 система представляет собой имеющую электрический источник энергии курительную систему. Курительная система 101 включает корпус 103, имеющий первый конец, который представляет собой картридж 105, и второй конец, который представляет собой устройство 107. В устройстве содержатся источник электроэнергии в виде аккумулятора 109 (представлено схематически на фиг. 1) и электрический контур 111 (также представлено схематически на фиг. 1). В картридже содержатся резервуар 113, содержащий жидкость 115, продолговатый капиллярный элемент 117 и испаритель в форме нагревателя 119. Согласно данному варианту осуществления нагреватель 119 представляет собой змеевиковый нагреватель, окружающий капиллярный элемент 117. Следует отметить, что нагреватель представлен только схематически на фиг. 1. Согласно примерному варианту осуществления, который представлен на фиг. 1, один конец капиллярного элемента 117 проходит в жидкостный резервуар 113, а другой конец капиллярного элемента 117 окружен нагревателем 119. Нагреватель присоединен к электрическому контуру 111 и аккумулятору 109 через соединения (не представлены), которые могут проходить вдоль внешней поверхности жидкостного резервуара 113, хотя это не представлено на фиг. 1. Система 101 генерирования аэрозоля также включает множество воздушных вентиляционных отверстий 121, воздушный выпуск 123 у конца картриджа и образующую аэрозоль камеру 125. Направление воздушного потока 127 из воздушных вентиляционных отверстий 121 в воздушный выпуск 123 через образующую аэрозоль камеру 125 представлено пунктирными стрелками.
В процессе использования устройство работает следующим образом. Жидкость 115 переносится под действием капиллярных сил из жидкостного резервуара 113 из конца капиллярного элемента 117, который проходит в жидкостный резервуар, в другой конец капиллярного элемента 117, который окружен нагревателем 119. Когда курильщик втягивает воздух через воздушный выпуск 123, атмосферный воздух втягивается через воздушные вентиляционные отверстия 121. Согласно варианту осуществления на фиг. 1, обнаруживающее затяжку устройство в электрическом контуре 111 обнаруживает затяжку и приводит в действие нагреватель 119. Аккумулятор 109 питает электроэнергией нагреватель 119 для нагревания конца капиллярного элемента 117, который окружен нагревателем. Жидкость в данном конце капиллярного элемента 117 испаряется нагревателем 119, и образуется пересыщенный пар. В то же самое время, испаряющаяся жидкость заменяется дополнительной жидкостью, движущейся вдоль капиллярного элемента 117 под действием капиллярных сил (это иногда называется термином «перекачивающее действие»). Образующийся пересыщенный пар смешивается и уносится в воздушный поток 127 из воздушных вентиляционных отверстий 121. В образующей аэрозоль камере 125, пар конденсируется, образуя вдыхаемый аэрозоль, который переносится по направлению к воздушному выпуску 123 и в рот курильщика. Согласно варианту осуществления, который представлен на фиг. 1, электрический контур 111 является, предпочтительно, программируемым, и его можно использовать для управления работой генерирующего аэрозоль устройства.
Фиг. 2 представляет поперечное сечение вдоль линии II-II на фиг. 1. Фиг. 2 является схематической по своей природе. В частности, представленные компоненты необязательно должны соответствовать действительному масштабу, в том числе индивидуально или по отношению друг к другу. Согласно данному варианту осуществления в системе 101 генерирования аэрозоля генерирующее аэрозоль устройство и картридж имеют круглое поперечное сечение. Фиг. 2 представляет корпус 103 у конца картриджа, капиллярный элемент 117 и воздушные вентиляционные отверстия 121. Нагреватель 119 не представлен на фиг. 2 для простоты. Согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 2, присутствуют два набора, содержащие по три воздушных вентиляционных отверстия 121, которые равномерно распределены вдоль окружности генерирующего аэрозоль устройства. Один набор воздушных вентиляционных отверстий 121 отделен в продольном направлении от другого набора (см. фиг. 1). Каждое воздушное вентиляционное отверстие 121 предназначено для подачи воздуха непосредственно на поверхность капиллярного элемента 117, как представлено пунктирными стрелками на фиг. 2. Поскольку система 101 генерирования аэрозоля имеет круглое поперечное сечение, воздух, проходящий через воздушные вентиляционные отверстия 121, поступает в радиальном направлении и по существу перпендикулярно продольной оси системы 101 генерирования аэрозоля. Поскольку воздушные вентиляционные отверстия 121 распределены вдоль окружности системы генерирования аэрозоля, каждое воздушное вентиляционное отверстие 121 подает воздух к окрестности испарителя в другом направлении, чем по меньшей мере некоторые из других воздушных вентиляционных отверстий 121. Обнаружено, что вариант осуществления на фиг. 2 является предпочтительным, поскольку имеющий высокую скорость воздух поступает на поверхность капиллярного элемента, и при этом существенно увеличивается скорость охлаждения.
Фиг. 3 представляет альтернативное поперечное сечение вдоль линии II-II на фиг. 1. Фиг. 3 является схематической по своей природе. В частности, представленные компоненты необязательно должны соответствовать действительному масштабу, в том числе индивидуально или по отношению друг к другу. Согласно данному варианту осуществления система 101 генерирования аэрозоля и генерирующее аэрозоль устройство и картридж имеют круглое поперечное сечение. Точно так же, как фиг. 2, фиг. 3 представляет корпус 103 у конца картриджа, капиллярный элемент 117 и воздушные вентиляционные отверстия 121. Нагреватель 119 не представлен на фиг. 3 для простоты. Согласно варианту осуществления на фиг. 3 присутствуют два набора, содержащих по три воздушных вентиляционных отверстия 121, которые равномерно распределены вдоль окружности генерирующего аэрозоль устройства. Один набор воздушных вентиляционных отверстий 121 отделен в продольном направлении от другого набора (см. фиг. 1). Каждое воздушное вентиляционное отверстие 121 предназначено для подачи воздуха в направлении по поверхности капиллярного элемента 117, как представлено пунктирными стрелками на фиг. 3. Поскольку система 101 генерирования аэрозоля имеет круглое поперечное сечение, воздух, проходящий через воздушные вентиляционные отверстия 121, поступает в тангенциальном направлении по существу перпендикулярно продольной оси системы 101 генерирования аэрозоля. Поскольку воздушные вентиляционные отверстия 121 распределены вдоль окружности генерирующего аэрозоль устройства, каждое воздушное вентиляционное отверстие 121 подает воздух к окрестности испарителя в другом направлении, чем по меньшей мере некоторые из других воздушных вентиляционных отверстий 121. Обнаружено, что вариант осуществления, представленный на фиг. 3, является предпочтительным, поскольку имеющий высокую скорость воздух поступает по поверхности капиллярного элемента. При этом существенно увеличивается скорость охлаждения, и одновременно сокращается до минимума охлаждение нагревателя 119.
Как представлено на фиг. 1, 2 и 3, каждое из воздушных вентиляционных отверстий 121 представляет собой отверстие малого диаметра. Когда курильщик втягивает воздух через генерирующее аэрозоль устройство у воздушного выпуска 123, воздух втягивается через воздушные вентиляционные отверстия 121. Вследствие малого диаметра воздушных вентиляционных отверстий 121, воздух втягивается через них с высокой скоростью. Высокоскоростная воздушная струя втягивается через воздушные вентиляционные отверстия 121 непосредственно в окрестность нагревателя 119. При этом увеличивается охлаждение пересыщенного пара для образования аэрозоля. Таким образом, имеющий высокую скорость воздух, поступающий к окрестности нагревателя 119, регулирует образование аэрозоля и, в частности, размер частиц аэрозоля. Обнаружено, что увеличение охлаждения приводит к уменьшению среднего размера капель аэрозоля и к сужению интервала размеров капель аэрозоля.
Как представлено на фиг. 1, 2 и 3, каждое из воздушных вентиляционных отверстий 121 представляет собой отверстие, имеющее малый диаметр или поперечное сечение. Когда курильщик втягивает воздух через генерирующее аэрозоль устройство у воздушного выпуска 123, воздух втягивается через воздушные вентиляционные отверстия. Вследствие малой площади поперечного сечения каждого вентиляционного отверстия 121, воздух направляется к окрестности нагревателя 119 и в капиллярный элемент 117 при высокой скорости. Имеющий высокую скорость воздушный поток в образующей аэрозоль камере 125 увеличивает скорость охлаждения, и в результате этого уменьшается средний размер частиц в аэрозоле. Предпочтительно, существует малое расстояние между воздушными вентиляционными отверстиями 121 и нагревателем 119 и капиллярным элементом 117. Это означает, что существует малая возможность замедления воздуха или образования сложных турбулентных течений. Согласно данному варианту осуществления, воздушные вентиляционные отверстия 121 симметрично расположены вокруг нагревателя 119 и капиллярного элемента 117. Это означает, что воздушные вентиляционные отверстия 121 подают воздух к окрестности нагревателя 119 и в капиллярный элемент 117 более чем в одном направлении. Симметричное расположение также приводит к относительно однородному воздушному потоку во всей образующей аэрозоль камере 125 и приблизительно равномерному охлаждению на всех сторонах нагревателя 119. При этом уменьшается интервал размеров частиц в аэрозоле.
На фиг. 2 и 3 представлены два набора, содержащие по три воздушных вентиляционных отверстия. Однако можно предусмотреть любое подходящее число и схему воздушных вентиляционных отверстий в зависимости от желательных характеристик аэрозоля и сопротивления втягиванию генерирующего аэрозоль устройства. Кроме того, все воздушные вентиляционные отверстия могут иметь различные размеры или формы или быть предназначенными для подачи воздушного потока в различных направлениях.
Капиллярный элемент 117 может включать любой подходящий материал или сочетание материалов, которые способны проводить жидкий образующий аэрозоль субстрат 115 по направлению к нагревателю 119. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый материал или пеноматериал, материалы на керамической или графитовой основе в форме волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волокнистый материал, например, изготовленный из пряденых или экструдированных волокон, таких как ацетатцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамические волокна. Капиллярный материал может иметь любую подходящую капиллярность, таким образом, чтобы его можно было использовать для жидкостей, имеющих различные физические свойства.
Фиг. 4 представляет схематическое изображение системы генерирования аэрозоля согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 является схематической по своей природе. В частности, представленные компоненты необязательно должны соответствовать действительному масштабу, в том числе индивидуально или по отношению друг к другу. Хотя это не представлено определенным образом на фиг. 4, система генерирования аэрозоля включает генерирующее аэрозоль устройство, которое, предпочтительно, предназначено для многоразового использования, в сочетании с картриджем, который, предпочтительно, предназначен для одноразового использования. На фиг. 4 система представляет собой имеющую электрический источник энергии курительную систему. Курительная система 401 включает корпус 403, имеющий первый конец, который представляет собой картридж 405, и второй конец, который представляет собой устройство 407. В устройстве присутствуют источник электроэнергии в виде аккумулятора 409 (представлено схематически на фиг. 4) и электрический контур 411 (также представлено схематически на фиг. 4). В картридже содержится резервуар 413, в котором находится жидкость 415. Жидкостный резервуар 413 включает внутренний канал 416, в котором находится капиллярное соединительное устройство 417. В картридже дополнительно установлен нагреватель 419, который проходит во внутренний канал 416 жидкостного резервуара 413 и, предпочтительно, находится в контакте с капиллярным соединительным устройством 417. Согласно данному варианту осуществления нагреватель 419 включает змеевиковый нагреватель, удобно расположенный во внутреннем канале 416. Следует отметить, что нагреватель представлен только схематически на фиг. 4. Нагреватель 419 присоединен к электрическому контуру 411 и аккумулятору 409 через соединения (не представлены). В конце картриджа дополнительно установлена воздушная впускная трубка 420, которая проходит во внутренний канал 416 и создает путь для направления воздушного потока. Воздушная впускная трубка 420 включает множество воздушных вентиляционных отверстий 421. Система 401 генерирования аэрозоля также включает по меньшей мере один воздушный впуск 422, воздушный выпуск 423 у конца картриджа и образующую аэрозоль камеру 425. Направление воздушного потока 427 из воздушных впусков 422, вдоль воздушной впускной трубки 420, через воздушные вентиляционные отверстия 421 и в воздушный выпуск 423 через образующую аэрозоль камеру 425 представлено пунктирными стрелками.
В процессе использования устройство работает следующим образом. Жидкость 415 направляется под действием капиллярных сил из жидкостного резервуара 413 от стороны капиллярного соединительного устройства 417, которая находится в контакте с жидкостью в жидкостном резервуаре, до стороны капиллярного соединительного устройства 417, которая находится в контакте с нагревателем 419 или прилегает к нему. Когда курильщик втягивает воздух через воздушный выпуск 423, атмосферный воздух втягивается через воздушные впуски 422, вдоль воздушной впускной трубки 420 и через воздушные вентиляционные отверстия 421. Согласно варианту осуществления на фиг. 5 обнаруживающее затяжку устройство в электрическом контуре 411 обнаруживает затяжку и приводит в действие нагреватель 419. Аккумулятор 409 питает электроэнергией нагреватель 419, который нагревает жидкость в капиллярном соединительном устройстве 417. Жидкость в капиллярном соединительном устройстве 417 испаряется нагревателем 419, и образуется пересыщенный пар. В то же время, испаряющаяся жидкость заменяется дополнительной жидкостью, поступающей через капиллярное соединительное устройство 417 из жидкостного резервуара 413 под действием капиллярных сил. Образующийся пересыщенный пар смешивается и уносится в воздушном потоке 427 из воздушных вентиляционных отверстий 421. В образующей аэрозоль камере 425 пар конденсируется, образуя вдыхаемый аэрозоль, который переносится по направлению к воздушному выпуску 423 и в рот курильщика. Согласно варианту осуществления, который представлен на фиг. 5, электрический контур 411, предпочтительно, является программируемым, и его можно использовать для управления работой образующего аэрозоль устройства.
Фиг. 5 представляет поперечное сечение вдоль линии V-V на фиг. 4. Фиг. 5 является схематической по своей природе. В частности, представленные компоненты необязательно должны соответствовать действительному масштабу, в том числе индивидуально или по отношению друг к другу. Согласно данному варианту осуществления, система 401 генерирования аэрозоля, а также генерирующее аэрозоль устройство и картридж имеют круглое поперечное сечение. Фиг. 5 представляет корпус 403, жидкостный резервуар 413, внутренний канал 416 и капиллярное соединительное устройство 417. Нагреватель 419 не представлен на фиг. 5 для простоты. Фиг. 5 также представляет воздушную впускную трубку 420, проходящую во внутренний канал 416. Согласно варианту осуществления на фиг. 5 присутствуют три набора, содержащие по три воздушных вентиляционных отверстия 421, которые равномерно распределены вдоль окружности воздушной впускной трубки 420. Каждый набор воздушных вентиляционных отверстий 421 отделен в продольном направлении от другого набора (см. фиг. 1). Каждое воздушное вентиляционное отверстие 421 предназначено для подачи воздуха на капиллярное соединительное устройство 417, как представлено пунктирными стрелками на фиг. 4. Поскольку система 401 генерирования аэрозоля имеет круглое поперечное сечение, воздух, проходящий через воздушные вентиляционные отверстия 421, поступает в радиальном направлении и по существу перпендикулярно к продольной оси системы 101 генерирования аэрозоля. Поскольку воздушные вентиляционные отверстия 421 распределены вдоль окружности воздушной впускной трубки 420, каждое воздушное вентиляционное отверстие 421 подает воздух к окрестности испарителя в другом направлении, чем по меньшей мере некоторые из других воздушных вентиляционных отверстий 421. Обнаружено, что вариант осуществления на фиг. 5 является предпочтительным, поскольку имеющий высокую скорость воздух поступает на капиллярное соединительное устройство, и при этом существенно увеличивается скорость охлаждения.
Как представлено на фиг. 4 и 5, каждое из воздушных вентиляционных отверстий 421 представляет собой отверстие, имеющее малый диаметр или поперечное сечение. Когда курильщик втягивает воздух через воздушный выпуск 423, воздух втягивается через воздушные вентиляционные отверстия. Вследствие малой площади поперечного сечения каждого воздушного вентиляционного отверстия 421, воздушная струя направляется к области нагревателя 419 и в капиллярное соединительное устройство 417 при высокой скорости. Высокая скорость воздушного потока в образующей аэрозоль камере 425 увеличивает скорость охлаждения, и в результате этого уменьшается средний размер частиц в аэрозоле. Предпочтительно расстояние между воздушными вентиляционными отверстиями 421 и нагревателем 419 и капиллярным соединительным устройством 417 является малым. Это означает, что существует небольшая возможность замедления воздуха или образования сложных турбулентных течений. Согласно данному варианту осуществления воздушные вентиляционные отверстия 421 симметрично расположены вокруг воздушной впускной трубки 420. Это означает, что воздушные вентиляционные отверстия 421 подают воздух к области нагревателя 419 и в капиллярный элемент 417 более чем в одном направлении. Симметричное расположение также приводит к относительно однородному воздушному потоку во всей образующей аэрозоль камере 425 и к приблизительно равномерному охлаждению на всех частях нагревателя 419. При этом уменьшается интервал размеров частиц в аэрозоле.
На фиг. 5 представлены три набора, содержащие по три воздушных вентиляционных отверстия в воздушной впускной трубке. Однако можно предусматривать любое подходящее число и схему воздушных вентиляционных отверстий в зависимости от желательных характеристик аэрозоля и сопротивления втягиванию. Кроме того, все воздушные вентиляционные отверстия могут иметь различные размеры или формы, или предназначаться для подачи воздушного потока в различных направлениях.
Капиллярное соединительное устройство 417 может включать любой подходящий материал или сочетание материалов, которые способны проводить жидкий образующий аэрозоль субстрат 415 по направлению к нагревателю 419. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый материал или пеноматериал, материалы на керамической или графитовой основе в форме волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волокнистый материал, например, изготовленный из пряденых или экструдированных волокон, таких как ацетатцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамические волокна. Капиллярный материал может иметь любую подходящую капиллярность, таким образом, чтобы его можно было использовать для жидкостей, имеющих различные физические свойства.
Фиг. 1-5 представляют систему генерирования аэрозоля согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Однако возможны и другие многочисленные примеры. Система генерирования аэрозоля должна просто включать испаритель для нагревания жидкого образующего аэрозоль субстрата, множество воздушных вентиляционных отверстий для подачи воздуха более чем в одном направлении к окрестности испарителя, а также по меньшей мере один воздушный выпуск, причем эти компоненты могут содержаться в устройстве или в картридже. Например, система необязательно должна иметь электрическое питание. Например, система необязательно должна представлять собой курительную систему. Кроме того, система может не включать нагреватель, и в таком случае может присутствовать еще одно устройство, чтобы нагревать жидкий образующий аэрозоль субстрат. Например, может присутствовать капиллярный материал другой конфигурации. Например, необязательно должна быть установлена обнаруживающая затяжку система. Вместо этого система может приводиться в действие в ручном режиме, например, курильщиком, который использует переключатель, когда осуществляется затяжка. Например, можно изменять общую форму и размер корпуса.
Предпочтительно картридж предназначен для одноразового использования и использования в сочетании с генерирующим аэрозоль устройством, которое предназначено для многоразового использования. Картридж можно пополнять или заменять, когда расходуется жидкость. Таким образом, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат в картридже расходуется, картридж можно извлекать и заменять новым картриджем, или можно пополнять пустой картридж. Однако генерирующее аэрозоль устройство может не быть предназначено для работы в сочетании с отдельным картриджем. Вместо этого генерирующее аэрозоль устройство может включать или содержать жидкий образующий аэрозоль субстрат в резервуаре, а также включать испаритель, который нагревает жидкий образующий аэрозоль субстрат для образования аэрозоля, множество воздушных вентиляционных отверстий и по меньшей мере один воздушный выпуск. Кроме того, генерирующее аэрозоль устройство может включать источник электроэнергии и электрический контур.
Согласно одному конкретному варианту осуществления генерирующее аэрозоль устройство представляет собой портативное курительное устройство, размер которого является сопоставимым с размером традиционной сигары или сигареты. Курительное устройство может иметь суммарную длину, составляющую от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительное устройство может иметь внешний диаметр, составляющий от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм. Согласно данному варианту осуществления, каждое воздушное вентиляционное отверстие может иметь диаметр, составляющий менее чем или приблизительно равный 0,4 мм. Согласно одному варианту осуществления, в котором продолжительность затяжки составляет приблизительно 2 секунды, и суммарный объем затяжки составляет 55 мл (то есть скорость потока при затяжке составляет приблизительно 27,5 мл/с), высокая скорость воздушного потока через воздушные вентиляционные отверстия может составлять 10 м/с или от 10 м/с до 30 м/с. Характеристики аэрозоля, образуемого генерирующим аэрозоль устройством, будут зависеть от жидкого образующего аэрозоль субстрата. Аэрозоль может иметь средний размер частиц, составляющий менее чем приблизительно 1,5 мкм или предпочтительнее менее чем приблизительно 1,0 мкм. Согласно одному примеру, в котором образующий аэрозоль субстрат представляет собой пропиленгликоль, аэрозоль может иметь средний размер частиц, составляющий менее чем приблизительно 0,7 мкм.
Как обсуждается выше, согласно настоящему изобретению генерирующее аэрозоль устройство, картридж или система включает воздушные вентиляционные отверстия, которые обеспечивают высокую скорость воздушного потока в окрестности испарителя. Это приводит к увеличению охлаждения, и в результате этого уменьшается средний размер частиц, более однородный воздушный поток приводит к сужению интервала размеров частиц в аэрозоле, и ускоренное образование аэрозоля приводит к потенциальному уменьшению размеров генерирующего аэрозоль устройства или системы. Варианты осуществления пористого барьера описаны по отношению к фиг. 1-5. Отличительные особенности, которые описаны по отношению к одному варианту осуществления, могут также оказаться применимыми к другому варианту осуществления.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЭЛЕКТРОУПРАВЛЯЕМАЯ СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, С ЖИДКОСТНЫМ НАСОСОМ | 2016 |
|
RU2722763C2 |
| ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ АЭРОЗОЛЬ-ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, КАРТРИДЖ И АЭРОЗОЛЬ-ГЕНЕРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА | 2012 |
|
RU2709770C2 |
| СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, И СПОСОБ ПОДАЧИ ЖИДКОГО СУБСТРАТА, ОБРАЗУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ, ПОСРЕДСТВОМ НАГНЕТАЕМОГО ВОЗДУХА | 2017 |
|
RU2711315C1 |
| УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, КАРТРИДЖ И СИСТЕМА ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ | 2019 |
|
RU2805500C2 |
| АЭРОЗОЛЬ-ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ИМЕЮЩЕЕ ВНУТРЕННИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ | 2012 |
|
RU2600092C2 |
| ВЫПОЛНЕННЫЙ ЛИТЬЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ ГЕНЕРИРУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ ЭЛЕМЕНТА В ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМЕ | 2018 |
|
RU2754483C2 |
| ВЕНТИЛЯЦИЯ ДЛЯ КАЛЬЯННОГО УСТРОЙСТВА | 2019 |
|
RU2779765C2 |
| РАСПЫЛИТЕЛЬ В СБОРЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ | 2017 |
|
RU2727585C2 |
| КАРТРИДЖ ДЛЯ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМЫ | 2014 |
|
RU2688868C2 |
| ОБРАЗУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА С ДВИГАТЕЛЕМ | 2016 |
|
RU2721962C2 |
Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству для нагревания образующего аэрозоль субстрата и к имеющему электрический источник энергии генерирующему аэрозоль устройству для нагревания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Генерирующее аэрозоль устройство включает испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата; множество воздушных вентиляционных отверстий и по меньшей мере один воздушный выпуск, причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском, причем каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий представляет собой воздушное впускное отверстие, предназначенное для направления воздуха к окрестности испарителя в направлении через поверхность испарителя и по существу перпендикулярно продольной оси устройства, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля. Техническими результатами изобретения являются увеличение скорости охлаждения аэрозоля, что уменьшает средний размер частиц аэрозоля без необходимости охлаждения испарителя, и повышение вихревого эффекта воздушного потока, что повышает скорость охлаждения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Генерирующее аэрозоль устройство, включающее:
испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата;
множество воздушных вентиляционных отверстий; и
по меньшей мере один воздушный выпуск, причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском,
причем каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий представляет собой воздушное впускное отверстие, предназначенное для направления воздуха к окрестности испарителя в направлении через поверхность испарителя и по существу перпендикулярно продольной оси устройства, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля.
2. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1, в котором воздушные впускные отверстия направляют воздух более чем в одном направлении.
3. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одно из воздушных вентиляционных отверстий включает искривленную часть.
4. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-3, включающее корпус, причем воздушные впускные отверстия сформированы в корпусе, чтобы обеспечивать втягивание атмосферного воздуха снаружи устройства через воздушные впускные отверстия.
5. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-3, в котором каждое из воздушных впускных отверстий имеет диаметр, составляющий менее чем или приблизительно равный 0,4 мм.
6. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-3, в котором, при скорости потока через воздушный выпуск, составляющей 27,5 мл/с, скорость воздушного потока через каждое из воздушных впускных отверстий составляет от 10 до 30 м/с.
7. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно включающее:
резервуар для хранения образующего аэрозоль субстрата; и
продолговатый капиллярный элемент для перемещения образующего аэрозоль субстрата из резервуара по направлению к испарителю, причем данный капиллярный элемент имеет первый конец, проходящий в резервуар, и второй конец, противоположный первому концу, где испаритель предназначается для нагревания образующего аэрозоль субстрата во втором конце капиллярного элемента.
8. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно включающее вторичный воздушный впуск и датчик воздушного потока для измерения воздушного потока через воздушный впуск, при этом вторичное направление воздушного потока определяется между вторичным воздушным впуском и воздушным выпуском.
9. Картридж, включающий:
резервуар для хранения образующего аэрозоль субстрата;
испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата;
множество воздушных вентиляционных отверстий; и
по меньшей мере один воздушный выпуск,
причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском, и
каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий представляет собой воздушное впускное отверстие, предназначенное для направления воздуха к окрестности испарителя в направлении через поверхность испарителя и по существу перпендикулярно продольно оси картриджа, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля.
10. Картридж по п. 9, в котором воздушные впускные отверстия подают воздух более чем в одном направлении.
11. Картридж по п. 9 или 10, включающий корпус, причем воздушные впускные отверстия сформированы в корпусе, чтобы обеспечивать втягивание атмосферного воздуха снаружи устройства через воздушные впускные отверстия.
12. Картридж по п. 9 или 10, в котором каждое из воздушных впускных отверстий имеет диаметр, составляющий менее чем или приблизительно равный 0,4 мм.
13. Картридж по п. 9 или 10, в котором при скорости потока через воздушный выпуск, составляющий 27,5 мл/с, скорость воздушного потока через каждое из воздушных впускных отверстий составляет от 10 до 30 м/с.
14. Картридж по п. 9 или 10, в котором испаритель содержит электрический нагреватель для нагревания образующего аэрозоль субстрата, причем данный электрический нагреватель может быть присоединен к источнику электроэнергии.
15. Система генерирования аэрозоля, включающая:
испаритель для нагревания образующего аэрозоль субстрата;
множество воздушных вентиляционных отверстий; и
по меньшей мере один воздушный выпуск,
причем воздушные вентиляционные отверстия и воздушный выпуск предназначены, чтобы определять направление воздушного потока между воздушными вентиляционными отверстиями и воздушным выпуском; и
каждое из множества воздушных вентиляционных отверстий включает отверстие, предназначенное для подачи воздуха в направлении к окрестности испарителя и по существу перпендикулярно продольной оси системы, таким образом, чтобы регулировать размер частиц аэрозоля, причем воздушные вентиляционные отверстия направляют воздух к окрестности испарителя более чем в одном направлении, и каждое из воздушных вентиляционных отверстий имеет диаметр, составляющий менее чем или приблизительно равный 0,4 мм.
| US 20110094523 A1, 28.04.2011 | |||
| US 20110277757 A1, 17.11.2011 | |||
| СПОСОБ ПЛАНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ БЛОКОВ ВИРТУАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ | 2009 |
|
RU2468512C2 |
| US 2008276947 A1, 13.11.2008. | |||
