ЭЛЕКТРОННОЕ КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2018 года по МПК A24F47/00 

Настоящее изобретение охватывает варианты осуществления инновационных курительных изделий, таких как электронные сигареты, сигары и генераторы аэрозоли. Подобные устройства могут включать в себя капиллярный фитиль, предназначенный для подачи жидкого материала из емкости с жидкостью на нагреватель. Раскрываемые устройства могут приводиться в действие пользователем, затягивающимся через мундштук курительного изделия, для подачи пользователю аэрозоли. Идеи изобретения включают в себя использование микронасоса на основе газового элемента в качестве устройства подачи текучей среды в аэрозольном курительном устройстве.

По одному из типовых вариантов осуществления раскрывается электронное курительное изделие, электронное курительное изделие содержит: внешний кожух, проходящий в продольном направлении, микронасосную систему, выполненную с возможностью нагнетания жидкого материала, находящегося внутри емкости подачи жидкости, через выпускное отверстие подающей емкости в капиллярный фитиль; капиллярный фитиль с имеющимися у него впускным отверстием и выпускным отверстием, впускное отверстие сообщается с выпускным отверстием емкости подачи жидкости; нагревательное приспособление, способное нагревать капиллярный фитиль до температуры, достаточной для испарения, по меньшей мере, первоначально жидкого материала, находящегося внутри капиллярного фитиля; источник питания, способный подавать напряжение на микронасос с газовым элементом для образования газа, перемещающего жидкий материал из емкости подачи жидкости на впускное отверстие капиллярного фитиля; по меньшей мере одно воздушное впускное отверстие; за счет чего воздух смешивается с испарившимся материалом и образует аэрозоль.

По другому типовому варианту осуществления раскрывается электронное курительное изделие, электронное курительное изделие содержит: емкость подачи жидкости с находящимся в ней жидким материалом; и микронасосную систему, содержащую: расширяемую газовую камеру, содержащую подвижную стенку емкости подачи жидкости; и микронасос с газовым элементом для образования газа и направления газа в расширяемую газовую камеру для расширения расширяемой газовой камеры, в котором в результате расширения расширяемой газовой камеры происходит перемещение ее стенки для вытеснения жидкого материала из емкости подачи жидкости.

По дополнительному типовому варианту осуществления раскрывается способ образования аэрозоли в электронном курительном изделии, способ включает в себя: подачу жидкого материала в капиллярный фитиль при помощи микронасосной системы для нагнетания жидкого материала из емкости подачи жидкости на впускное отверстие капиллярного фитиля; и подачу электропитания от источника питания на нагреватель, воздействующий на капиллярный фитиль, в котором капиллярный фитиль подает жидкость, поступившую в капиллярный фитиль, по меньшей мере, частично в летучем состоянии в смесительную камеру для образования аэрозоли.

По одному из типовых вариантов осуществления раскрывается генератор аэрозоли, генератор аэрозоли содержит: нагреваемый капиллярный фитиль; источник жидкости; и микронасос с газовым элементом, способный нагнетать жидкость из указанного источника в указанный нагреваемый капиллярный фитиль.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет описано ниже со ссылкой на типовые варианты осуществления, изображенные на чертежах, где:

На фиг. 1 показан вид в сечении электронного курительного изделия по одному из типовых вариантов осуществления; и

На фиг. 2 показан вид в сечении части электронного курительного изделия, снабженного микронасосной системой с капиллярным фитилем по одному из типовых вариантов осуществления.

Подробное описание изобретения

По одному из типовых вариантов осуществления электронное курительное изделие, такое как электронная сигарета или электронная сигара, включает в себя микронасосную систему, которая проталкивает столб жидкого материала через нагреваемый капиллярный фитиль. По одному из типовых вариантов осуществления микронасосная система содержит источник питания в виде аккумулятора и микронасос с газовым элементом, который формирует газ, выталкивающий поршень или подвижную конструкцию, которая перемещает жидкий материал с постоянным расходом из емкости с жидкостью в капиллярный фитиль.

На фиг. 1 показана электронная сигарета 100 по одному из типовых вариантов осуществления. Из фиг. 1 видно, что электронная сигарета 100 включает в себя кожух 110 с имеющимся у него мундштучным торцом 112 и корпусным торцом 114. В корпусном торце 114 находится источник электропитания в виде аккумулятора 120, электрическая схема в виде схемы 122 и система 130 обнаружения затяжки. В мундштучном торце 112 сигареты 100 находится картридж 140, в котором находится микронасосная система 200, электрорезистивный нагреватель 144 и капиллярный фитиль 146. Микронасосная система 200 подает жидкий материал 242 (фиг. 2) из емкости 240 подачи жидкости (или емкости с текучей средой) в капиллярный фитиль 146, который окружен нагревателем 144. По другим вариантам осуществления часть нагревателя 144 может являться частью непосредственно самого капиллярного фитиля. По одному из типовых вариантов осуществления один торец капиллярного фитиля 146 сообщается с жидким содержимым картриджа 140. Нагреватель 144 соединен с электрической схемой 122 при помощи разъемов 148. Кожух 110 также включает в себя воздушное впускное отверстие 160, воздушное выпускное отверстие 162 рядом с мундштучным торцом 112 и камеру 170 образования аэрозоли.

Во время использования жидкий материал 242 подается микронасосом 200 из емкости 240 с текучей средой на впускное отверстие 145 капиллярного фитиля 146. Когда пользователь затягивается электронной сигаретой 100 через воздушное выпускное отверстие 162, наружный воздух втягивается через впускное отверстие 160. По одному из типовых вариантов осуществления электронная сигарета 100 может включать в себя систему 130 обнаружения затяжки, которая обнаруживает затяжку и приводит в действие микронасос 210 с газовым элементом (фиг. 2) и нагреватель 144. Аккумулятор 120 подает импульс энергии на нагреватель 144 для нагрева участков капиллярного фитиля 146 рядом с нагревателем 144. Жидкий материал 242 на выпускном торце 147 капиллярного фитиля 146 испаряется нагревателем 144 для создания перенасыщенного пара. Одновременно с этим испаряемый жидкий материал 242 замещается дополнительным жидким материалом 242, перемещаемым по капиллярному фитилю 146 за счет нагнетания микронасосной системой 200.

По одному из типовых вариантов осуществления создаваемый перенасыщенный пар смешивается и переносится с воздушным потоком, поступающим из воздушного впускного отверстия 160. В аэрозольной камере 170 пар конденсируется, образуя ингаляционную аэрозоль, которая во время затяжки втягивается через выпускное отверстие 162 изделия. Как видно из фиг. 1, схема 122 и система 130 обнаружения затяжки предпочтительно являются программируемыми. По одному из типовых вариантов осуществления схема 122 и система 130 обнаружения затяжки могут использоваться для управления функционированием электронной сигареты 100. По одному из типовых вариантов осуществления микронасосная система 200 совместно с физической конструкцией электронной сигареты 100 может использоваться для управления размером аэрозольных частиц.

Капиллярный фитиль 146 включает в себя впускной торец 145, сообщающийся по текучей среде, через клапан 230 (фиг. 2), с выпускным отверстием 244 емкости 240 подачи жидкости, и выпускной торец 147, который может удалять испарившийся жидкий материал из капиллярного фитиля 146. По одному из типовых вариантов осуществления внутренний диаметр капиллярного фитиля 146 составляет примерно от 0.01 до 10 мм, предпочтительно от 0.05 до 1 мм, более предпочтительно от 0.05 до 0.4 мм. Например, внутренний диаметр капиллярного фитиля 146 может составлять примерно 0.05 мм. Как вариант, площадь внутреннего сечения капиллярного фитиля 146 может составлять от 8×10^-5 до 80 мм², предпочтительно от 0.002 до 0.8 мм², более предпочтительно от 0.002 до 0.05 мм². Например, площадь внутреннего сечения капиллярного фитиля 146 может составлять примерно от 0.002 до 0.02 мм².

По одному из типовых вариантов осуществления длина капиллярного фитиля 146 может составлять примерно от 5 мм до примерно 100 мм, более предпочтительно - примерно от 10 мм до примерно 60 мм или примерно от 20 мм до примерно 50 мм. Например, капиллярный фитиль 146 может иметь длину примерно в 50 мм и может быть выполнен таким образом, чтобы задний по ходу участок капиллярного фитиля 146 длиной примерно в 40 мм образовывал нагреваемую секцию, а передний по ходу участок капиллярного фитиля 146 длиной примерно в 10 мм продолжал оставаться относительно ненагретым после включения нагревателя 144. По одному из типовых вариантов осуществления внутренний диаметр капиллярного фитиля 146 составляет примерно от 0.17 мм до примерно 0.21 мм, внешний диаметр - примерно от 0.23 мм до примерно 0.25 мм, а длина - примерно от 5 мм до примерно 100 мм, например, длина составляет примерно 50 мм. По одному из типовых вариантов осуществления капиллярный фитиль 146 является, по существу, прямым, витым и/или имеет один или более изгибов в целях экономии пространства.

По одному из типовых вариантов осуществления капиллярный фитиль 146 изготовлен из проводящего материала и поэтому выступает в качестве самостоятельного нагревателя. Капиллярный фитиль 146 может быть изготовлен из любого электропроводящего материала, способного к резистивному нагреву, но сохраняющего при этом необходимую конструктивную целостность при рабочих температурах эксплуатации капиллярного фитиля 146 и не вступающего в реакцию с жидким материалом. В качестве материалов, подходящих для изготовления капиллярного фитиля 146, можно использовать следующие материалы: нержавеющую сталь, медь, медные сплавы, пористые керамические материалы, покрытые пленкой из резистивного материала, Inconel^®, предлагаемый фирмой Special Metals Corporation, который является никель-хромовым сплавом, Нихром, который также является никель-хромовым сплавом (включая Нихром) и комбинации из них.

По одному из типовых вариантов осуществления капиллярный фитиль 146 является капиллярным фитилем 146 из нержавеющей стали, которая выступает в качестве нагревателя за счет подключения к ней электрического разъема 148, пропускающего постоянный или переменный ток по длине капиллярного фитиля 146. Таким образом, капиллярный фитиль 146 из нержавеющей стали нагревается за счет резистивного нагрева. Капиллярный фитиль 146 из нержавеющей стали предпочтительно имеет круглое сечение. Капиллярный фитиль 146 может быть трубкой, используемой в качестве гиподермальной иглы разного размера. Например, капиллярный фитиль 146 может быть иглой 32 калибра с внутренним диаметром в 0.11 мм и иглой 26 калибра с внутренним диаметром в 0.26 мм. По одному из типовых вариантов осуществления капиллярный фитиль 146 может быть неметаллической трубкой, например, стеклянной трубкой. В подобном типовом варианте осуществления нагреватель 144 может быть изготовлен из проводящего материала, способного к резистивному нагреву, например, из нержавеющей стали, нихрома или платиновой проволоки, уложенной вдоль стеклянной трубки. При нагреве нагревателя, уложенного вдоль стеклянной трубки, жидкий материал в капиллярном фитиле 146 может нагреваться до температуры, достаточной для испарения, по меньшей мере частично, жидкого материала, находящегося внутри капиллярного фитиля 146.

По одному из типовых вариантов осуществления электрический разъем 148 может состоять по меньшей мере из двух разнесенных между собой электрических соединений, скрепленных с металлическим капиллярным фитилем 146. По одному из типовых вариантов осуществления к капиллярному фитилю 146 припаяны по меньшей мере два электрических соединения. Предпочтительно один электрический провод припаян к первому, переднему по ходу участку капиллярного фитиля 146, а второй электрический провод припаян к заднему по ходу участку капиллярного фитиля 146.

Во время использования, после того как капиллярный фитиль 146 нагревается, жидкий материал, находящийся внутри нагретого участка капиллярного фитиля 146, испаряется и выбрасывается через выпускное отверстие 147, после чего он расширяется и смешивается с воздухом, образуя аэрозоль в смесительной камере 170. Электронная сигарета 100 также включает в себя по меньшей мере одно воздушное впускное отверстие 160, способное подавать воздух в смесительную камеру 170. Предпочтительно воздушные впускные отверстия 160 смесительной камеры 170 расположены по ходу после капиллярного фитиля 146 для того, чтобы свести к минимуму втягивание воздуха вдоль капиллярного фитиля, избежав тем самым охлаждения капиллярного фитиля 146 во время циклов нагрева. Во время использования испарившийся материал, расширяясь, выходит из трубки 146 в смесительную камеру 170, где испарившийся материал может смешиваться с воздухом, образуя аэрозоль, которая затем втягивается через мундштучный торец 112. По типовому варианту осуществления по меньшей мере одно воздушное впускное отверстие 160 включает в себя одно или два воздушных впускных отверстия 160. Как вариант, количество воздушных впускных отверстий 160 может быть три, четыре, пять или более.

По одному из типовых вариантов осуществления размер и количество воздушных впускных отверстий 160 также может влиять на сопротивление затяжке электронной сигареты 100.

Аккумулятор 120 может быть литий-ионным аккумулятором или одной из его разновидностей, например, литий-ионным полимерным аккумулятором. Как вариант, аккумулятор 120 может быть никель-металл-гидридным аккумулятором, никель-кадмиевым аккумулятором, литий-марганцевым аккумулятором, литий-кобальтовым аккумулятором или топливным элементом. По одному из вариантов осуществления электронная сигарета 100 может использоваться курильщиком до тех пор, пока не истощится источник питания. Как вариант, аккумулятор 120 может быть перезаряжаемым и может включать в себя электронные схемы (не показаны), позволяющие заряжать аккумулятор от внешнего зарядного устройства. Например, электронные схемы, после зарядки, обеспечивают питание для осуществления определенного количества затяжек, после чего электронные схемы необходимо будет вновь подключить к внешнему зарядному устройству.

Электронная сигарета 100 также включает в себя управляющую схему 122, которая может находиться на печатной плате. После нажатия на переключатель 180, источник питания включается и начинает подавать питание на микронасосную систему 200 и нагреватель 144. Управляющая схема 122 также может включать в себя имитирующую подсветку (не показана), которая может загораться при включении нагревателя 144. Управляющая схема 122 также может включать в себя таймер, который может ограничивать время, в течение которого электропитание подается на микронасосную систему 200 и нагреватель 144. Временная продолжительность подачи электротока на микронасосную систему 200 и нагреватель 144 может быть предварительно задана в зависимости от требуемого количества испаряемой жидкости. Для этого управляющая схема 122, например, может быть программируемой.

По одному из типовых вариантов осуществления, после его включения, нагреватель 144 нагревает участок капиллярного фитиля 146 в течение примерно менее 10 секунд, более предпочтительно - примерно менее 7 секунд. Таким образом, цикл подачи питания (или максимальная продолжительность затяжки) может варьироваться примерно от 1 секунды до примерно 10 секунд.

На фиг. 2 показан вид в сечении участка электронной сигареты 100, снабженной микронасосной системой и капиллярным фитилем 146 по одному из типовых вариантов осуществления. Микронасосная система 200 может включать в себя микронасос с газовым элементом 210, поршень 220, клапан 230 и емкость 240 подачи жидкости. Как видно из фиг. 2, у электронной сигареты 100 имеется внешний цилиндрический кожух ПО, проходящий в продольном направлении. Микронасосная система 200 может нагнетать жидкий материал 242 из емкости 240 подачи жидкости через выпускное отверстие 244 на впускное отверстие 145 капиллярного фитиля 146. По одному из типовых вариантов осуществления емкость 240 подачи жидкости содержит жидкий материал 242, который испаряется при нагреве и образует аэрозоль при выходе из капиллярного фитиля 146.

По одному из типовых вариантов осуществления источник питания в виде аккумулятора 120 может подавать напряжение на нагреватель 144, который может нагревать капиллярный фитиль 146 до температуры, достаточной для испарения, по меньшей мере частично, жидкого материала 242 находящегося внутри капиллярного фитиля 146. Аккумулятор 120 также может подавать напряжение на микронасос с газовым элементом 210 для образования газа 212. Давление создаваемого газа 212 перемещает поршень 220 вперед по линейной траектории внутри микронасосной системы 200 для нагнетания жидкого материала 242 из емкости 240 подачи жидкости. Вместо или помимо поршня 220 в емкости может находиться гибкая диафрагма, в этом случае газ из микронасоса с газовым элементом 210 будет сжимать диафрагму, вытесняя текучую среду из емкости.

По одному из типовых вариантов осуществления микронасос с газовым элементом 210 образует первую стенку расширяемой газовой камеры 214, а подвижный поршень 220 образует вторую стенку расширяемой газовой камеры 214. Поршень 220 также образует подвижную стенку емкости 240 с текучей средой. Во время использования микронасос с газовым элементом по запросу образует газ 212 и направляет газ 212 в расширяемую газовую камеру 214 для расширения расширяемой газовой камеры 214, причем при расширении расширяемой газовой камеры 214 поршень 220 перемещается вперед, по линейной траектории для уменьшения объема емкости 240 с текучей средой, в результате чего жидкий материал 242 вытесняется или выталкивается из емкости 240 с текучей средой во впускное отверстие 145 капиллярного фитиля 146.

Как показано на фиг. 2, емкость 240 подачи жидкости может иметь удлиненный корпус с выпускным отверстием 244, которое сообщается по текучей среде с клапаном 230. Клапан 230 препятствует созданию обратного потока жидкого материала 242 в емкость 240 подачи жидкости. По одному из типовых вариантов осуществления клапан 230 может быть подпружиненным клапаном 232 с имеющимся в нем отверстием 234, которое позволяет подавать поток жидкого материала 242 из емкости 240 подачи жидкости на впускное отверстие капиллярного фитиля 146. Одновременно с этим, для подачи жидкого материала 242 в капиллярный фитиль 146, происходит включение источника 120 питания и нагрев капиллярного фитиля 146 для формирования нагретой секции, из которой жидкий материал 242 испаряется. После выхода из нагретого капиллярного фитиля 146 испаряющийся материал расширяется, смешивается с воздухом и образует аэрозоль.

По одному из типовых вариантов осуществления жидкий материал 242 включает в себя табакосодержащий материал, включая летучие соединения с привкусом табака, которые выделяются из жидкости при нагревании. Жидкий материал 242 также может быть материалом с привкусом табака или никотиносодержащим материалом. Как вариант или дополнительно жидкий материал 242 может включать в себя табаконесодержащий материал. Например, жидкий материал 242 может быть водой, растворителями, этанолом, вытяжками из растений и натуральным или искусственным ароматизатором. Предпочтительно жидкий материал также включает в себя вещество, образующее аэрозоль. Примерами подходящих веществ, образующих аэрозоль, являются глицерин и пропилен гликоль.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления электронная сигарета 100 имеет примерно такие же размеры, что и традиционная сигарета. По отдельным вариантам осуществления длина электронной сигареты 100 может составлять примерно от 80 мм до 88 мм, а диаметр - примерно от 7 мм до примерно 8 мм. Например, по одному из предпочтительных вариантов осуществления длина электронной сигареты 100 составляет примерно 84 мм, а диаметр - примерно 7.8 мм.

Внешний цилиндрический кожух ПО электронной сигареты 100 может быть изготовлен из любого подходящего материала или комбинации материалов. К числу подходящих материалов относятся металлы, сплавы, пластики или композитные материалы, содержащие один или несколько подобных материалов, или термопластики, разрешенные к использованию в пищевой или фармацевтической области, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), керамика и полиэтилен.

По одному из типовых вариантов осуществления упоминаемый здесь формируемый испаряемый материал может по меньшей мере частично конденсироваться для образования аэрозоли, содержащей частицы. Размер частиц, содержащихся в паре и/или в аэрозоли, может составлять примерно от 0.5 микрона до примерно 4 микрона, например, примерно от 1 микрона до примерно 4 микрон. По одному из типовых вариантов осуществления размер частиц, содержащихся в паре и/или в аэрозоли, составляет примерно 3.3 микрона или менее. Помимо этого, частицы, содержащиеся в паре и/или аэрозоли, могут быть, по существу, однородными.

Нагреватель 144 предпочтительно включает в себя электрический нагревательный элемент. Нагреватель 144 предпочтительно включает в себя электрический резистивный материал. В качестве подходящих электрорезистивных материалов можно использовать, не ограничиваясь только ими, следующие материалы: полупроводники, такие как легированная керамика, «электропроводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, металлические сплавы и композитные материалы, изготовленные из керамических и металлических материалов. Подобные композитные материалы могут включать в себя легированную или нелегированную керамику.

В качестве примера подходящей легированной керамики можно привести легированные карбиды кремния. В качестве примеров подходящих металлов можно привести титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. К числу подходящих металлических сплавов относятся нержавеющая сталь, константан, сплавы на основе никеля, кобальта, хрома, алюминий-титан-циркония, гафния, ниобия, молибдена, тантала, вольфрама, олова, галлия, марганца и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal^® и сплавы на основе железа, магния и алюминия. Timetal^® является зарегистрированным товарным знаком фирмы Titanium Metals Corporation, 1999 Бродвэй Суит 4300, Денвер, Колорадо. В композитных материалах электрорезистивные материалы необязательно могут быть заделаны, инкапсулированы или покрыты изоляционным материалом или наоборот, в зависимости от требуемой кинетики энергопередачи и внешних физико-химических свойств.

Нагреватель 144 может иметь любую форму. Например, нагреватель 144 может быть выполнен в виде нагреваемой лопатки. Как вариант, нагреватель 144 может быть выполнен в виде гильзы или подложки, состоящей из разных электропроводящих участков, или электрорезистивной металлической трубки. Как вариант, нагреватель 144 может быть дисковым (торцевым) нагревателем или комбинацией из дискового нагревателя и нагревающих игл или шпилек. Как вариант, нагреватель 144 может быть выполнен в виде металлической протравленной фольги, проложенной между двумя слоями изоляционного инертного материала. В этом случае в качестве инертного материала можно использовать каптон, полиимид или фольгу из слюды. Как вариант, нагреватель 144 может быть выполнен в виде листа материала, который может быть обмотан вокруг по меньшей мере части капиллярного фитиля 146. Как вариант, нагреватель 144 может быть выполнен в виде протравленной фольги, обернутой вокруг по меньшей мере части капиллярного фитиля. Протравленная фольга может быть металлическим листом, разрезанным при помощи лазера или с использованием электрохимического процесса. Лист может быть изготовлен из любого подходящего материала, например, железо-алюминиевого сплава, железо-магний-алюминиевого сплава или Timetal^®. Лист может быть прямоугольной формы, либо может иметь шаблонную форму, которая может принимать форму витой конструкции после намотки вокруг капиллярного фитиля. В качестве другой альтернативы можно использовать нагреваемую проволоку или нить, например, из никель-хрома (Ni-Cr), платины, вольфрама или проволоку из сплавов.

По одному из типовых вариантов осуществления нагреватель 144 включает в себя катушку из проволоки, которая по меньшей мере частично окружает капиллярный фитиль 146. По одному из типовых вариантов осуществления нагреватель 144 является металлической проволокой и/или проволокой из металлического сплава. Нагреватель 144 может быть катушкой, которая полностью или частично охватывает капиллярный фитиль 146 по длине. Катушка может проходить полностью или частично по окружности капиллярного фитиля 146. По другому варианту осуществления катушка не соприкасается с капиллярным фитилем 146, что позволяет нагревательной катушке нагревать капиллярный фитиль 146, оптимизируя расход за счет испарения лишь необходимого количества жидкости. Это также позволяет снизить количество жидкости, конденсируемой на стенках, тем самым снизив потребности по очистке.

Электронная сигарета 100 может включать в себя индикатор затяжки (не показан), указывающий на то, что нагреватель 144 включен. По варианту осуществления, в котором электрическая схема включает в себя датчик затяжки, индикатор может включаться при обнаружении датчиком воздушного потока, свидетельствующего о том, что пользователь делает затяжку. По варианту осуществления, в котором электрическая схема включает в себя ручной переключатель, индикатор может приводиться в действие с помощью переключателя.

По одному из типовых вариантов осуществления электронная сигарета 100 по фигурам 1, 2, снабженная микронасосной системой 200, может быть выполнена с возможностью подачи жидкого материала 242 с постоянным расходом примерно от 1 до 5 микролитров/секунду после открытия клапана 230 (при наличии клапана 230). По одному из типовых вариантов осуществления микронасосная система 200 выполнена с возможностью перемещения примерно от 0.5 до 2.0 миллилитров жидкого материала 242 за каждый цикл, в течение всего срока эксплуатации системы. Например, срок эксплуатации электронной сигареты 100, снабженной микронасосной системой 200, может составлять 250 циклов, продолжительность одного цикла составляет примерно 5 секунд, а интервал между циклами примерно равен 1 секунде или более. По одному из типовых вариантов осуществления внешний диаметр микронасосной системы 200 может, например, составлять, с учетом размера и вместимости, менее 8 мм. Кроме этого, микронасосная система 200 предпочтительно изолирована от жидкого материала 242 и внешней среды. Более подробная информация по подходящим микронасосам с газовым элементом содержится в патентах США №№8,113,390 и 8,353,426, которые в полном объеме включены здесь по ссылке.

Идеи изобретения охватывают все виды электронных курительных изделий, таких как электронные сигареты, сигары, трубки, кальяны и т.п., независимо от их размера и формы.

Термин «примерно», используемый в настоящем описании изобретения применительно к цифровым значениям, означает, что соответствующее цифровое значение включает в себя погрешность ±10% относительно указываемого цифрового значения.

Кроме этого, термины «в целом» и «по существу», используемые применительно к геометрической форме, подразумевают, что точность геометрической формы не требуется и что объем раскрытия изобретения охватывает весь диапазон форм. При использовании применительно к геометрическим формам, считается, что термины «в целом» и «по существу» охватывают не только те признаки, которые соответствуют данным формам в строгом понимании, но также и признаки, которые в строгом понимании являются весьма приблизительными.

Таким образом, электронная сигарета была рассмотрена достаточно подробно, так, чтобы она была понятна специалисту, обладающему рядовыми знаниями в данной области техники. Кроме этого, специалисту в данной области техники будет понятно, что признаки электронной сигареты допускают многочисленные модификации, вариации, замены и эквиваленты, существенным образом не выходящие за объем и сущность изобретения. Поэтому в явном виде подразумевается, что прилагаемая формула изобретения включает в себя все подобные модификации, вариации, замены и эквиваленты, составляющие объем и сущность изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к инновационным курительным изделиям, таким как электронные сигареты, сигары и генераторы аэрозоли. Электронное вейпинговое устройство содержит внешний кожух, расположенный в продольном направлении; микронасосную систему, выполненную с возможностью нагнетания предпаровой смеси, находящейся внутри емкости подачи, через ее выпускное отверстие в капиллярный фитиль; капиллярный фитиль, имеющий впускное и выпускное отверстия, при этом впускное отверстие сообщено с выпускным отверстием емкости подачи предпаровой смеси; первый и второй электрические провода, каждый из которых соединен с капиллярынм фитилём, способным нагреваться до температуры, достаточной для по меньшей мере первоначального испарения предпаровой смеси, находящейся внутри капиллярного фитиля; источник питания, выполненный с возможностью подачи напряжения на микронасосную систему для образования газа, перемещающего предпаровую смесь из емкости ее подачи во впускное отверстие капиллярного фитиля; по меньшей мере одно воздушное выпускное отверстие; смесительную камеру, выполненную с возможностью приёма воздуха из воздушного впускного отверстия и по меньшей мере части первоначально испаренной предпаровой смеси из капиллярного фитиля для смешивания с воздухом, при этом капиллярный фитиль расположен внутри смесительной камеры; клапан, расположенный между выпускным отверстием емкости подачи предпаровой смеси и впускным отверстием капиллярного фитиля и выполненный с возможностью предотвращения обратного протекания предпаровой смеси в емкость подачи. Техническим результатом изобретения является усовершенствование курительных изделий, в частности использование микронасоса на основе газового элемента в качестве устройства подачи текучей среды в аэрозольном курительном устройстве. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электронное вейпинговое устройство, содержащее:

внешний кожух, расположенный в продольном направлении;

микронасосную систему, выполненную с возможностью нагнетания предпаровой смеси, находящейся внутри емкости подачи, через ее выпускное отверстие в капиллярный фитиль;

капиллярный фитиль, имеющий впускное и выпускное отверстия, при этом впускное отверстие сообщено с выпускным отверстием емкости подачи предпаровой смеси;

первый и второй электрические провода, каждый из которых соединен с капиллярным фитилём, способным нагреваться до температуры, достаточной для по меньшей мере первоначального испарения предпаровой смеси, находящейся внутри капиллярного фитиля;

источник питания, выполненный с возможностью подачи напряжения на микронасосную систему для образования газа, перемещающего предпаровую смесь из емкости ее подачи во впускное отверстие капиллярного фитиля;

по меньшей мере одно воздушное выпускное отверстие;

смесительную камеру, выполненную с возможностью приёма воздуха из воздушного впускного отверстия и по меньшей мере части первоначально испаренной предпаровой смеси из капиллярного фитиля для смешивания с воздухом, при этом капиллярный фитиль расположен внутри смесительной камеры;

клапан, расположенный между выпускным отверстием емкости подачи предпаровой смеси и впускным отверстием капиллярного фитиля, и выполненный с возможностью предотвращения обратного протекания предпаровой смеси в емкость подачи.

2. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, дополнительно содержащее мундштучный торец, имеющий по меньшей мере одно выпускное отверстие, которое сообщено со смесительной камерой для подачи пара.

3. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, в котором микронасосная система содержит:

расширяемую газовую камеру, содержащую поршень, образующий стенку расширяемой газовой камеры, установленный с возможностью перемещения по линейной траектории, и образующий стенку емкости подачи предпаровой смеси; и

микронасос, снабженный газовым элементом, и выполненный с возможностью образования газа и подачи его в расширяемую газовую камеру для её расширения, при котором поршень перемещается вперед по линейной траектории для уменьшения объема емкости подачи и подачи предпаровой смеси из этой емкости во впускное отверстие капиллярного фитиля.

4. Электронное вейпинговое устройство по п. 3, дополнительно содержащее:

источник питания, подключенный к микронасосу с газовым элементом; и

переключатель, соединенный с источником питания, и обеспечивающий активацию микронасоса, имеющего газовый элемент и подающего предпаровую смесь с постоянным расходом примерно от 0,5 микролитра/секунду до 2,0 микролитров/секунду после открытия клапана.

5. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, в котором внутренний диаметр капиллярного фитиля составляет примерно от 0,17 мм до примерно 0,21 мм, а длина - примерно от 5 мм до примерно 100 мм.

6. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, в котором капиллярный фитиль содержит трубку из нержавеющей стали или неметаллическую трубку.

7. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, в котором источник питания включает в себя аккумулятор.

8. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, дополнительно содержащее нагревательное приспособление, включающее в себя нагреватель, подключенный к аккумулятору при помощи первого и второго электрических проводов.

9. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, дополнительно включающее в себя управляющую схему, выполненную с возможностью управления подачей электропитания на нагреватель.

10. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одно воздушное впускное отверстие расположено по ходу перед капиллярным фитилем.

11. Электронное вейпинговое устройство по п. 1, дополнительно содержащее переключатель, выполненный с возможностью одновременной активации первого электрического провода, второго электрического провода и микронасосной системы для подачи предпаровой смеси из емкости подачи в капиллярный фитиль.

12. Электронное вейпинговое устройство, содержащее:

емкость, предназначенную для подачи находящейся в ней предпаровой смеси, и имеющую выпускное отверстие;

первый и второй электрические провода, каждый из которых соединен с капиллярным фитилём для подачи на него напряжения;

смесительную камеру, выполненную с возможностью приёма воздуха и по меньшей мере части первоначально испаренной предпаровой смеси из капиллярного фитиля для смешивания с воздухом, при этом капиллярный фитиль расположен внутри смесительной камеры;

капиллярный фитиль, сообщающийся с выпускным отверстием емкости подачи предпаровой смеси;

клапан, расположенный между выпускным отверстием емкости для подачи предпаровой смеси и впускным отверстием капиллярного фитиля и выполненный с возможностью предотвращения обратного протекания предпаровой смеси в емкость подачи предпаровой смеси, и

микронасосную систему, включающую в себя расширяемую газовую камеру, содержащую подвижную стенку емкости подачи предпаровой смеси, и микронасос с газовым элементом, выполненный с возможностью образования газа и направления его в расширяемую газовую камеру так, что во время расширения расширяемой газовой камеры стенка перемещается для подачи предпаровой смеси из емкости подачи.

13. Электронное вейпинговое устройство по п. 12, дополнительно содержащее источник питания, подключенный к микронасосу с газовым элементом.

14. Электронное вейпинговое устройство по п. 13, дополнительно содержащее переключатель, соединенный с источником питания, и выполненный с возможностью включения микронасоса с газовым элементом, который выполнен с возможностью подачи предпаровой смеси с постоянным расходом примерно от 0,5 микролитра/секунду до 2,0 микролитров/секунду после открытия клапана.

15. Способ генерирования пара в электронном вейпинговом устройстве, включающий в себя этапы, на которых подают предпаровую смесь в капиллярный фитиль, расположенный в смесительной камере, посредством микронасосной системы, нагнетающей предпаровую смесь из емкости подачи во впускное отверстие капиллярного фитиля;

предотвращают обратное протекание предпаровой смеси в емкость подачи предпаровой смеси; и

подают электропитание от источника питания на капиллярный фитиль, который выполнен с возможностью подачи предпаровой смеси, поступившей в капиллярный фитиль, по меньшей мере частично в испаренном состоянии в смесительную камеру для смешивания с воздухом и образования пара.

16. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:

генерируют газ посредством микронасоса с газовым элементом; и

подают образовавшийся газ в емкость подачи предпаровой смеси для ее перемещения из этой емкости во впускное отверстие капиллярного фитиля.

17. Способ по п. 16, в котором предотвращение обратного протекания обеспечивают за счет закрытия клапана, расположенного между выпускным отверстием емкости подачи предпаровой смеси и впускным отверстием капиллярного фитиля.

18. Генератор пара, содержащий:

нагреваемый капиллярный фитиль, выполненный с возможностью нагрева посредством подачи на него напряжения;

источник предпаровой смеси;

микронасос с газовым элементом, выполненный с возможностью нагнетания предпаровой смеси из указанного источника в указанный нагреваемый капиллярный фитиль; и

клапан, расположенный между выпускным отверстием источника предпаровой смеси и впускным отверстием капиллярного фитиля, и выполненный с возможностью предотвращения обратного протекания предпаровой смеси в источник предпаровой смеси; и

смесительную камеру, выполненную с возможностью приёма воздуха из воздушного впускного отверстия и по меньшей мере части первоначально испаренной предпаровой смеси из капиллярного фитиля для смешивания с воздухом, при этом капиллярный фитиль расположен внутри смесительной камеры.