ЭЛЕКТРОННАЯ СИГАРЕТА Российский патент 2017 года по МПК A24F47/00 

Настоящее изобретение относится к электронной сигарете.

Описанные здесь варианты выполнения электронной сигареты включают в целом цилиндрический корпус, имеющий проксимальный мундштучный конец и дистальный конец и содержащий внутри: испаритель для создания пара для подачи его к мундштучному концу, батарею и схему датчика для обнаружения затяжки, выполняемой пользователем с мундштучного конца, и подключения батареи для питания испарителя для вырабатывания пара, при этом испаритель включает: трубку, имеющую входной и выходной концы и проходящую вдоль корпуса, держатели на противоположных концах трубки, направляющие воздушный поток в трубку и из нее от входа к выходу, пористый вмещающий материал (матрица), содержащий испаряемую жидкость и расположенный вокруг трубки, фитильные волокна (с фитильным/ капиллярным эффектом), проходящие сквозь боковые отверстия в трубке и выполненные с возможностью впитывания и переноса (капиллярного переноса) испаряемой жидкости из пористого вмещающего материала в трубку, и спираль электрического нагревателя в трубке, выполненную с возможностью питания ее от батареи для испарения жидкости на фитильных волокнах в трубке с тем, чтобы пар подавался вдоль трубки к выходному концу, когда пользователь делает затяжку с выходного конца, причем фитильные волокна обернуты вокруг внешней поверхности трубки так, чтобы соприкасаться с вмещающим материалом и получать из него испаряемую жидкость за счет капиллярного эффекта.

Фитильные волокна могут быть обернуты вокруг трубки по спирали. Фитильные волокна могут проходить к входному или выходному концам трубки или к обоим концам.

Кроме того, фитильные волокна могут выходить из по меньшей мере одного из боковых отверстий в виде первого и второго пучков, обернутых вокруг трубки с использованием разных схем намотки, например, в разных направлениях и (или) в разную сторону.

Держатели для трубки могут включать заглушку с мундштучного конца, плотно вставленную в мундштучный конец корпуса и имеющую мундштучную охватываемую часть, на которую надевается выходной конец трубки, и выпускной канал, проходящий через указанную часть и образующий отверстие для выпуска пара из трубки.

Кроме того, держатели для трубки могут включать кольцевой опорный элемент, имеющий периферийную поверхность для сцепления с внутренней поверхностью корпуса, входную охватываемую часть, на которую надевается входной конец трубки, и впускной канал, проходящий сквозь входную охватываемую часть и образующий отверстие для впуска воздуха в трубку.

Далее, в качестве примера, приводится более подробное описание электронной сигареты со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематически представлен перспективный вид электронной сигареты;

на фиг. 2 представлено продольное сечение электронной сигареты, показанной на фиг. 1;

на фиг. 3 представлен перспективный вид испарителя, изображенного на фиг. 2 с частичным разрезом и пространственным разделением частей, показывающий его нагревательный элемент в трубке;

на фиг. 4 представлен увеличенный вид части сечения, показанного на фиг. 2, в области нагревательного элемента;

на фиг. 5А и 5Б представлены разные схемы намотки фитильных волокон вокруг трубки; и

на фиг. 6 представлено схематическое изображение частей альтернативного варианта испарителя.

На фиг. 1 и 2 показана электронная сигарета 1, включающая в целом цилиндрический корпус 2, предпочтительно в виде трубки из пластического материала, проходящей от проксимального, или мундштучного, конца 3, до дистального конца 4. В дистальный конец 4 плотно вставлен колпачок 5 из просвечивающего пластического материала, а в мундштучный конец 3 аналогичным образом плотно вставлена концевая заглушка 6. Трубка 2 обладает гибкостью, и отчасти ее жесткость обусловлена ее внутренними компонентами, как будет более подробно описано ниже. В одном примере трубка выполнена из полипропилена.

Как показано на фиг. 2, колпачок 5 имеет впускное отверстие 7 для воздуха, через которое воздух втягивается в корпус 2, когда пользователь делает затяжку через мундштучный конец 3, и пар подается пользователю через мундштучный конец 3, как будет более подробно описано ниже.

В корпусе 2 находится батарея 8, схема 9 датчика и испаритель 10, вырабатывающий пар для подачи его пользователю.

Испаритель 10 более подробно показан на фиг. 3 и 4. Испаритель включает трубку 11, предпочтительно выполненную из стекловолокнистого материала, которая проходит от входного конца 12 к выходному концу 13. Трубка 11 имеет диаметрально противоположно расположенные боковые отверстия 14а, b, сквозь которые выходят фитильные волокна 15, проходя по диаметру через внутреннее пространство трубки 11 и прилегая к ее внешней поверхности 11а. Фитильные волокна предпочтительно выполнены из термостойкого материала, например стекловолокна. В примере, показанном на фиг. 3, 4 и 5А, волокна 15 навиты по спирали вокруг внешней поверхности 11а трубки 11 как в направлении входного конца 12, так и в направлении выходного конца 13. В данном примере волокна 15а, выходящие из бокового отверстия 14а, навиты спиралью к выходному концу 13, а волокна 15b, выходящие из бокового отверстия 14b, навиты спиралью к входному концу 12, в ту же сторону, что и волокна 15а. Могут быть, однако, использованы и другие схемы намотки. Например, как показано на фиг. 5Б, волокна 15а, 15b обернуты по спирали в сторону выходного конца 13 трубки 11 в противоположных направлениях.

Могут быть использованы и другие схемы намотки, например змеевидная намотка вокруг внешней поверхности 11а трубки 11. Кроме того, волокна 15а и (или) 15b могут быть разделены на пучки и каждый обернут вокруг трубки 11 по одинаковой или разной схеме намотки, в одном или разных направлениях вдоль трубки 11, в одну сторону или разные стороны.

Обертывание волокон 15 вокруг внешней поверхности 11а трубки улучшает работу испарителя 10, как это будет более подробно описано ниже.

Спираль 16 электрического нагревателя проходит по диаметру поперек трубки 11, при этом фитильные волокна 15 проходят внутри спирали 16 по ее оси. Электроэнергия подводится к спирали 16 от батареи 8 по электрическим выводам 17а, 17b под управлением схемы 9 датчика, показанной на фиг. 2.

Пористый вмещающий материал, содержащий первый и второй листы волокнистого материала 18, 19, заполнен испаряемым материалом, например раствором никотина и глицерина.

Лист 18 обладает меньшей площадью поверхности и поглощающей способностью, чем окружающий лист 19, который может удерживать больший объем жидкости. Обычно размер пор листа 19 больше, чем у листа 18. При этом лист 18 способствует переносу жидкости к фитильным волокнам 15 с тем, чтобы жидкость капиллярно проходила внутри вдоль спирали 16 нагревателя.

На одном конце испарителя имеется кольцевой опорный элемент 20, периферийная (круговая) поверхность 21 которого входит в зацепление с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 2. Кольцевой опорный элемент 20 имеет в целом круглую торцевую поверхность 22, расположенную поперек корпуса 2, от которой отходит вдоль оси входная охватываемая часть/втулка 23 в направлении мундштучного конца 3 и в которую вставляется входной конец 12 трубки 11. Перекрывающиеся концы листов 18, 19 удерживаются между выступающим кольцевым фланцем 24 и входной охватываемой частью 23 на входном конце трубки 11 и в основном заполняют пространство между внутренней поверхностью корпуса 2 и трубкой 11. Кольцевой опорный элемент 20 предпочтительно обладает гибкостью и выполнен, например, из силикона, благодаря чему он может быть легко вставлен в корпус 2 в процессе изготовления. Листы 18, 19 обернуты вокруг трубки 11 и тем самым фиксируют положение фитильных волокон 15 вдоль внешней поверхности трубки 11.

Охватываемая часть 23 имеет сквозное отверстие, выполняющее роль впускного канала 23а в трубку 11.

Концевая заглушка 6 с мундштучной стороны включает мундштучную охватываемую часть 25, в которую вставляется выходной конец 13 трубки 11. Концевая заглушка 6 имеет на оси выходной канал 26, проходящий сквозь охватываемую часть, для передачи пара пользователю через мундштучный конец 3 корпуса 2. Кроме того, концевая заглушка 6 с мундштучной стороны имеет выступающий фланец 27, благодаря чему заглушка 6 может быть плотно вставлена в мундштучный конец 3 корпуса 2. Выходной конец 13 трубки 11 может слегка выходить за пределы вмещающего материала 18, 19. При этом имеется зазор между вмещающим материалом и мундштучным концом 3 корпуса 2. Кроме того, мундштучная охватываемая часть 25, входящая в выходной конец 13 трубки, имеет длину больше, чем выступающий фланец 27, который скреплен с корпусом 2, поэтому между пористым вмещающим материалом 18, 19 и концевой заглушкой 6 создается зазор. Такая конструкция предотвращает или снижает утечку через мундштучный конец 3 корпуса жидкости, удерживаемой в листах 18, 19.

Таким образом, кольцевой опорный элемент 20 и концевая заглушка 6 с мундштучной стороны с их соответствующими охватываемыми частями 23, 25, во взаимодействии с трубкой 11 и корпусом 2 образуют закрытую камеру, содержащую пористые листы 18, 19 для удерживания в этих листах содержащей никотин жидкости, не допуская ее утечки из корпуса 2 и обеспечивая ее капиллярное просачивание по фитильным волокнам 15 для испарения при включении спирали 16 нагревателя.

Благодаря наматыванию волокон 15а, 15b вокруг внешней поверхности 11а трубки 11, например, в виде спирали, фитильные волокна получают из слоев 18, 19 пористого вмещающего материала жидкость, содержащую никотин, собирая ее по всей окружности трубки 11, а не только из двух продольных областей в случае, если бы волокна проходили по прямой линии продольно по внешней поверхности трубки 11. В результате благодаря намотке волокон получается более надежная и полная передача жидкости фитильным волокнам 15 за счет капиллярного эффекта из вмещающего материала 18, 19.

Между испарителем 10 и батареей 8 установлена шайба 28, предпочтительно выполненная из жесткого пластического материала, например полипропилена, для придания жесткости корпусу 2 в области кольцевого опорного элемента 20. Шайба 28 имеет отверстие 29 для прохода воздуха и отверстия 30, в которые вставляются электрические выводы 17а, 17b. При этом трубчатый корпус 2 на ощупь кажется достаточно жестким в области батареи 8 и шайбы 28, но более эластичным в области испарителя, давая тактильные ощущения, сходные с ощущениями от обычной сигареты с табаком.

Воздушный канал проходит от впускного отверстия 7 в колпачке 5 между схемой 9 датчика и батареей 8 к отверстию 29 для пропускания воздуха в шайбе 28 и далее к входу 12 трубки 11.

Схема 9 датчика может включать источник света в виде светодиода (СД) 31, который, при его включении, виден через просвечивающий колпачок 5.

Когда пользователь делает затяжку через мундштучный конец 3, воздух втягивается через впускное отверстие 7 для воздуха в направлении стрелки А мимо батареи 8 и далее в трубку 11. В результате всасывания создается разрежение внутри корпуса 2, которое обнаруживается схемой 9 датчика. В ответ на это схема 9 датчика через выводы 17а, 17b подключает питание от батареи 8 и приводит в действие спираль 16. При этом жидкость, перенесенная фитильными волокнами 15 за счет капиллярного эффекта из окружающих слоев 18, 19 пористого вмещающего материала, нагревается и испаряется так, что поток пара, содержащего никотин, проходит через выпускной канал 26 к пользователю. Кроме того, в ответ на снижение давления, схема датчика включает СД 31, для имитации горения табака в обычной сигарете.

Кроме того, как показано на фиг. 3 и 4, в трубке 11 сформированы распылительные отверстия 32 с тем, чтобы, когда пользователь делает затяжку с мундштучного конца 3, возникшее падение давления в трубке 11 вытягивало через отверстия 32 жидкость из окружающих слоев 18, 19 пористого вмещающего материала, и происходило распыление жидкости с образованием распыленного потока 33, показанного на фиг. 4. В данном примере распылительные отверстия 32 располагаются между входным концом 12 трубки 11 и спиралью 16 нагревателя так, что при прохождении распыленных капелек 33 через нагреватель 16 улучшается испарение распыленной жидкости.

Обычно диаметр распылительных отверстий 32 составляет от 0,1 до 0,5 мм. В примере, показанном на фиг. 3, распылительные отверстия 32 показаны расположенными диаметрально против друг друга, но возможны и другие варианты расположения, например распределение вдоль трубки 11, которое может быть пространственно однородным или неоднородным. Кроме того, одно или несколько отверстий 32 могут находиться ниже по потоку от спирали 16 нагревателя, ближе к выходному концу трубки 11.

На фиг. 6 представлена модифицированная конструкция, имеющая другую форму боковых отверстий для введения фитильных волокон 15. Спираль 16 может быть вставлена в удлиненную прорезь 34, сформированную в трубке 11, которая затем закрывается сверху цилиндрической оболочкой 35, предпочтительно выполненной из стекловолоконного материала и надвигающейся со стороны выходного конца 13 трубки 11. В этом примере фитильные волокна 15b проходят по спирали к впускному отверстию 12 трубки 11, при этом их концы могут быть зажаты между трубкой 11 и листом пористого вмещающего материала и прочно удерживаться между областью трубки 11 на охватываемой части 23 и выступающим фланцем 24 кольцевого опорного элемента 20.

В другой модификации, устройство, показанное на фиг. 1 и 2, может иметь корпус 2, состоящий из двух частей так, что испаритель 10 прикреплен к батарее 8 и схеме 9 датчика разъемным соединением (не показано) по пунктирной линии X, показанной на фиг. 2.

Для рассмотрения различных аспектов заявляемого изобретения и его представления настоящее описание показывает на частных примерах различных вариантов выполнения возможности реализации изобретения(-ий) и получения высококачественной электронной сигареты. Преимущества и признаки, приведенные в описании, относятся к вариантам выполнения и не являются исчерпывающими и (или) исключающими. Они представлены только для улучшения понимания и разъяснения заявленных признаков. Следует иметь в виду, что преимущества, варианты выполнения, примеры, функции, признаки, конструкции и (или) иные особенности изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение, определяемое формулой, или эквиваленты формулы и что в рамках области притязаний и (или) существа изобретения могут быть использованы другие варианты выполнения и модификации. Различные варианты выполнения могут, соответственно, содержать, состоять из или в основном состоять из различных комбинаций раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, шагов, средств и т.д. Кроме того, изобретение включает другие изобретения, не заявленные здесь, но которые могут быть заявлены в будущем.

Изобретение относится к электронной сигарете, которая имеет цилиндрический корпус, содержащий внутри испаритель, батарею и схему датчика для обнаружения затяжки, причем испаритель включает трубку, имеющую входной и выходной концы и проходящую вдоль корпуса, держатели на противоположных концах трубки, пористый вмещающий материал, содержащий испаряемую жидкость и расположенный вокруг трубки, фитильные волокна, проходящие через боковые отверстия в трубке и спираль электрического нагревателя в трубке, причем фитильные волокна обернуты вокруг внешней поверхности трубки так, чтобы соприкасаться с вмещающим материалом и получать из него испаряемую жидкость за счет капиллярного эффекта. Технический результат заключается в обеспечении аэрозоля для вдыхания пользователем. 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электронная сигарета, имеющая в основном цилиндрический корпус с проксимальным мундштучным концом и дистальным концом, содержащий внутри:

испаритель для создания пара, подаваемого к мундштучному концу,

батарею, и

схему датчика для обнаружения затяжки, выполняемой пользователем с мундштучного конца, и подключения батареи для питания испарителя для вырабатывания пара,

причем испаритель включает:

трубку, имеющую входной и выходной концы и проходящую вдоль корпуса,

держатели на противоположных концах трубки для направления воздушного потока в трубку и из нее, от входа к выходу,

пористый вмещающий материал, содержащий испаряемую жидкость и расположенный вокруг трубки,

фитильные волокна, проходящие через боковые отверстия в трубке и выполненные с возможностью впитывания и переноса испаряемой жидкости из пористого вмещающего материала в трубку, и

спираль электрического нагревателя в трубке, выполненную с возможностью питания ее от батареи для испарения жидкости на фитильных волокнах в трубке так, чтобы пар подавался вдоль трубки к выходному концу, когда пользователь делает затяжку с выходного конца,

причем фитильные волокна обернуты вокруг внешней поверхности трубки так, чтобы соприкасаться с вмещающим материалом и получать из него испаряемую жидкость за счет капиллярного эффекта.

2. Электронная сигарета по п. 1, в которой фитильные волокна обернуты вокруг трубки по спирали.

3. Электронная сигарета по п. 1, в которой по меньшей мере одно из обернутых фитильных волокон проходит в направлении к входному концу трубки.

4. Электронная сигарета по п. 1, в которой по меньшей мере одно из обернутых фитильных волокон проходит в направлении к выходному концу трубки.

5. Электронная сигарета по п. 1, в которой фитильные волокна, выходящие из по меньшей мере одного из боковых отверстий, сконфигурированы в форме первого и второго пучков, обернутых вокруг трубки с использованием разных схем намотки.

6. Электронная сигарета по п. 1, в которой держатели включают мундштучную концевую заглушку, плотно вставленную в мундштучный конец корпуса и имеющую мундштучную охватываемую часть, на которую надет выходной конец трубки, и выпускной канал, проходящий через охватываемую часть, для выпуска пара из трубки.

7. Электронная сигарета по п. 6, имеющая зазор между пористым вмещающим материалом и концевой заглушкой.

8. Электронная сигарета по п. 1, в которой держатели включают кольцевой опорный элемент, имеющий периферийную поверхность для сцепления с внутренней поверхностью корпуса, входную охватываемую часть, на которую надет входной конец трубки, и впускной канал, проходящий сквозь входную охватываемую часть, для впуска воздуха в трубку.

9. Электронная сигарета по п. 8, в которой кольцевой опорный элемент включает выступающий периферийный фланец, так что пористый вмещающий материал удерживается между трубкой на охватываемой части опорного элемента и фланцем.

10. Электронная сигарета по п. 8, в которой концы фитильных волокон удерживаются зажатыми между трубкой и пористым вмещающим материалом, между охватываемой частью и фланцем.

11. Электронная сигарета по п. 8, включающая шайбу между кольцевым опорным элементом и батареей.

12. Электронная сигарета по п. 1, включающая впускное отверстие для воздуха на дистальном конце корпуса.

13. Электронная сигарета по п. 12, включающая воздушный канал между батареей и корпусом, проходящий от впускного отверстия для воздуха к входному концу трубки.

14. Электронная сигарета по п. 1, в которой схема датчика расположена между батареей и дистальным концом кожуха.

15. Электронная сигарета по п. 1, включающая источник света, получающий питание от батареи под управлением схемы датчика, обеспечивающей его включение в ответ на затяжку пользователя через мундштучный конец.

16. Электронная сигарета по п. 15, в которой источник света расположен на дистальном конце корпуса.

17. Электронная сигарета по п. 1, включающая колпачок, плотно вставленный в дистальный конец корпуса.

18. Электронная сигарета по п. 1, в которой корпус имеет первую часть, содержащую батарею и соединенную разъемным соединением со второй частью, содержащей испаритель.

19. Электронная сигарета по п. 1, в которой пористый вмещающий материал включает перекрывающиеся внутренний и внешний листы волокнистого материала, при этом размер пор внешнего листа больше, чем у внутреннего листа для переноса жидкости к внутреннему листу за счет капиллярного эффекта.

20. Электронная сигарета по п. 1, имеющая распылительное отверстие в трубке, выполненное с возможностью обеспечения всасывания жидкости в трубку из пористого вмещающего материала так, чтобы происходило ее распыление при прохождении через отверстие, когда пользователь делает затяжку через мундштучный конец.