СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2020 года по МПК A24F47/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как электронные сигареты и сигареты, использующие нагрев табака, а не его сжигание, и, в частности, к индукционному устройству доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля, которая может быть изготовлена или получена из табака или иным образом включать табак, для образования пригодного для вдыхания вещества для потребления человеком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

За многие годы было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Множество из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без передачи в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые образуются в результате сгорания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. Например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патенте США №8881737 (Collett и др.), публикациях патентных заявок США №2013/0255702 (Griffith Jr. и др.), №2014/0000638 (Sebastian и др.), №2014/0096781 (Sears и др.), №2014/0096782 (Ampolini и др.), и №2015/0059780 (Davis и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, различные варианты реализации продуктов и нагревательных конструкций описаны в разделах уровня техники в патентах США №5388594 (Counts и др.) и №8079371 (Robinson и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

В различных вариантах осуществления устройств доставки аэрозоля использован атомайзер для образования аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля. Такие атомайзеры часто используют резистивный нагрев для выработки тепла. В этой связи, атомайзеры могут иметь нагревательный элемент, содержащий катушку или другой элемент, который вырабатывает тепло посредством электрического сопротивления, связанного с материалом, через который проходит электрический ток. Электрический ток, как правило, направляют через нагревательный элемент посредством прямых электрических соединений, таких как провода или разъемы. Однако формирование таких электрических соединений может усложнять сборку устройства доставки аэрозоля и добавлять потенциальные места неисправностей. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус, который может содержать источник питания, и картридж, который может содержать атомайзер. В этих вариантах осуществления могут потребоваться электрические соединения между картриджем и управляющим корпусом, что может дополнительно усложнить конструкцию устройства доставки аэрозоля. Таким образом, могут потребоваться усовершенствования устройств доставки аэрозоля.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, выполненным с возможностью выработки аэрозоля, которые в некоторых вариантах осуществления изобретения могут называться электронными сигаретами или сигаретами, использующими нагрев табака, а не его сжигание. Как описано в настоящей заявке, устройства доставки аэрозоля могут содержать индукционный приемник и индукционной передатчик, которые могут взаимодействовать с образованием электрического трансформатора. Индукционный передатчик может содержать катушку, выполненную с возможностью создания переменного магнитного поля (например, магнитного поля, которое периодически изменяется с течением времени) при прохождении через нее переменного тока. Индукционный приемник может быть по меньшей мере частично расположен внутри индукционного передатчика и содержать проводящий материал. Таким образом, за счет пропускания переменного тока через индукционный передатчик можно создавать токи Фуко в индукционном приемнике посредством индукции. Токи Фуко, проходящие через сопротивление материала, образующего индукционный приемник, могут нагревать его за счет нагрева джоулевым теплом. Таким образом, индукционный приемник, который может образовывать атомайзер, может быть нагрет посредством беспроводного нагрева для образования аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля, расположенной вблизи индукционного приемника. В настоящей заявке беспроводным нагревом называется нагрев, происходящий посредством атомайзера, который электрически не соединен с источником (электро)питания.

Настоящее изобретение включает, без ограничений, следующие примерные варианты осуществления.

Примерный вариант осуществления изобретения 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее подложку, выполненную с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля; индукционный передатчик, выполненный с возможностью создания переменного магнитного поля; индукционный приемник, расположенный вблизи подложки и выполненный с возможностью выработки тепла при воздействии на приемник переменного магнитного поля и, таким образом, с возможностью испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и управляющий компонент, выполненный с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику для обеспечения создания переменного магнитного поля индукционным передатчиком, причем управляющий компонент выполнен с возможностью направления электрического тока согласно топологии инвертора с переключением при нулевом напряжении (zero voltage switching, ZVS).

Примерный вариант осуществления изобретения 2: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее источник питания, содержащий суперконденсатор, причем выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока от суперконденсатора к индукционному передатчику.

Примерный вариант осуществления изобретения 3: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором источник питания дополнительно содержит выводы, выполненные с возможностью соединения с источником электроэнергии, от которого обеспечена возможность зарядки суперконденсатора.

Примерный вариант осуществления изобретения 4: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором источник питания дополнительно содержит источник электроэнергии, представляющий собой или содержащий батарею с твердым электролитом или литий-ионную батарею.

Примерный вариант осуществления изобретения 5: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент дополнительно содержит первый и второй переключатели, которые выполнены с возможностью попеременного переключения для осуществления топологии инвертора ZVS.

Примерный вариант осуществления изобретения 6: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент и индукционный передатчик содержат соответственно конденсатор и катушку, которые образуют колебательный контур, причем выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления тока циклами, каждый из которых содержит положительную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для зарядки конденсатора и направления электрического тока в положительном направлении через катушку, и отрицательную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для обеспечения разрядки конденсатора и, таким образом, направления электрического тока в отрицательном направлении через катушку.

Примерный вариант осуществления изобретения 7: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент дополнительно содержит драйверы верхнего уровня и нижнего уровня соответственно для первого и второго переключателей.

Примерный вариант осуществления изобретения 8: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле индукционного приемника и выполненный с возможностью выполнения измерения электрического тока, проходящего через индукционный приемник, причем управляющий компонент выполнен с возможностью приема полученного измеренного значения и возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на него.

Примерный вариант осуществления изобретения 9: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором индукционный передатчик выполнен с возможностью по меньшей мере частичного окружения индукционного приемника, когда управляющий корпус соединен с картриджем.

Примерный вариант осуществления изобретения 10: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором индукционный передатчик образует трубчатую или спиральную конструкцию.

Примерный вариант осуществления изобретения 11: Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем, оснащенным индукционным приемником и содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, в котором индукционный приемник выполнен с возможностью выработки тепла при воздействии на приемник переменного магнитного поля и, таким образом, с возможностью испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус содержит: индукционный передатчик, выполненный с возможностью создания переменного магнитного поля; и управляющий компонент, выполненный с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику для обеспечения создания переменного магнитного поля индукционным передатчиком, причем управляющий компонент выполнен с возможностью направления электрического тока согласно топологии инвертора с переключением при нулевом напряжении (ZVS).

Примерный вариант осуществления изобретения 12: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащий источник питания, содержащий суперконденсатор, причем выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока от суперконденсатора к индукционному передатчику.

Примерный вариант осуществления изобретения 13: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором источник питания дополнительно содержит выводы, выполненные с возможностью соединения с источником электроэнергии, от которого обеспечена возможность зарядки суперконденсатора.

Примерный вариант осуществления изобретения 14: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором источник питания дополнительно содержит источник электроэнергии, представляющий собой или содержащий батарею с твердым электролитом или литий-ионную батарею.

Примерный вариант осуществления изобретения 15: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент дополнительно содержит первый и второй переключатели, которые выполнены с возможностью попеременного переключения для осуществления топологии инвертора ZVS.

Примерный вариант осуществления изобретения 16: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент и индукционный передатчик содержат соответственно конденсатор и катушку, которые образуют колебательный контур, причем выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления тока циклами, каждый из которых содержит положительную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для зарядки конденсатора и направления электрического тока в положительном направлении через катушку, и отрицательную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для обеспечения разрядки конденсатора и, таким образом, направления электрического тока в отрицательном направлении через катушку.

Примерный вариант осуществления изобретения 17: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент дополнительно содержит драйверы верхнего уровня и нижнего уровня соответственно для первого и второго переключателей.

Примерный вариант осуществления изобретения 18: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором управляющий компонент дополнительно выполнен с возможностью приема измеренного значения электрического тока, проходящего через индукционный приемник, причем управляющий компонент выполнен с возможностью приема указанного измеренного значения от датчика тока на эффекте Холла, расположенного возле индукционного приемника, и возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на указанное измеренное значение.

Примерный вариант осуществления изобретения 19: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором индукционный передатчик выполнен с возможностью по меньшей мере частичного окружения индукционного приемника, когда управляющий корпус соединен с картриджем.

Примерный вариант осуществления изобретения 20: Управляющий корпус в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором индукционный передатчик образует трубчатую или спиральную конструкцию.

Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в данном описании изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в конкретном примерном варианте осуществления, описанном в настоящей заявке. Настоящее описание выполнено для прочтения с учетом всех элементов таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и примерных вариантов осуществления должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не указывает иное.

Таким образом, следует отметить, что данное раскрытие сущности изобретения представлено лишь в целях краткого изложения некоторых примерных вариантов осуществления изобретения с тем, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что вышеописанные примерные варианты осуществления изобретения являются лишь примерами и не должны толковаться как ограничивающие каким-либо образом объем или сущность изобретения. Другие примерные варианты осуществления изобретения, аспекты и преимущества станут очевидны из нижеследующего подробного описания вкупе с сопроводительными чертежами, которые изображают в качестве примера принципы некоторых описанных примерных вариантов осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА(-ЕЙ)

После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:

ФИГ. 1 изображает перспективный вид устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, причем картридж и управляющий корпус соединены друг с другом в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 2 изображает перспективный вид устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 1, на котором картридж и управляющий корпус отсоединены друг от друга в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 3 изображает вид с пространственным разделением деталей устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 1, на котором индукционный передатчик управляющего корпуса образует трубчатую конструкцию в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 4 изображает вид в разрезе управляющего корпуса, представленного на ФИГ. 3;

ФИГ. 5 изображает вид в разрезе управляющего корпуса, представленного на ФИГ. 1, на котором индукционный передатчик образует спиральную конструкцию в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 6 изображает вид с пространственным разделением деталей картриджа, показанного на ФИГ. 1, на котором подложка картриджа выступает во внутреннюю камеру, образованную контейнером, в соответствии с первым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 7 изображает вид в разрезе картриджа, представленного на ФИГ. 6;

ФИГ. 8 изображает вид в разрезе картриджа, показанного на ФИГ. 1, содержащего подложку емкости, находящуюся во внутренней камере, образованной контейнером, в соответствии со вторым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 9 изображает вид в разрезе картриджа, показанного на ФИГ. 1, содержащего подложку, находящуюся в контакте с индукционным приемником, в соответствии с третьим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 10 изображает вид в разрезе картриджа, показанного на ФИГ. 1, содержащего электронный управляющий компонент, в соответствии с четвертым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 11 изображает вид в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 1, содержащего картридж, представленный на ФИГ. 6, и управляющий корпус, представленный на ФИГ. 3, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 12 изображает различные элементы управляющего корпуса устройства доставки аэрозоля в соответствии с различными примерными вариантами осуществления;

ФИГ. 13 схематично изображает способ сборки устройства доставки аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения; и

ФИГ. 14 схематично изображает способ получения аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на примерные варианты его осуществления. Эти примерные варианты осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалистов в данной области техники. Следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке; точнее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим требованиям законодательства. Используемые в описании и в приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не диктует иное.

Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля могут использовать электроэнергию для нагревания материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо существенной степени) с целью формирования пригодного для вдыхания вещества; причем такие изделия наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Устройство доставки аэрозоля может обеспечивать некоторые или все из ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, виды вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные признаки, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки без сжигания в какой-либо существенной степени любого компонента этого изделия или устройства. Устройство доставки аэрозоля может не вырабатывать дым в том смысле, что аэрозоль не образуется из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее изделие или устройство наиболее предпочтительно вырабатывает пары (включая пары в аэрозолях, которые могут считаться видимыми аэрозолями и могут быть описаны как дымоподобные), получаемые в результате испарения определенных компонентов изделия или устройства, хотя в других вариантах осуществления аэрозоль может не быть видимым. В наиболее предпочтительных вариантах осуществления изобретения устройства доставки аэрозоля могут содержать табак и/или компоненты, полученные из табака. Таким образом, устройство доставки аэрозоля может быть охарактеризовано как электронное курительное изделие, такое как электронная сигарета. В другом варианте осуществления устройство доставки аэрозоля может быть охарактеризовано как сигарета, использующая нагрев табака, а не его сжигание. Кроме того, следует отметить, что описание механизмов, компонентов, элементов, аппаратов, устройств и способов, раскрытых в настоящей заявке, представлено относительно вариантов осуществления изобретения, относящихся к механизмам доставки аэрозоля, исключительно в качестве примера и может быть реализовано и использовано в различных других продуктах и способах.

Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, вкусоароматических добавок и/или фармацевтических активных ингредиентов) в ингаляционной форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещество, находящееся в газообразной фазе при температуре, которая ниже, чем ее критическая точка). В альтернативном варианте осуществления изобретения пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонкодисперсных твердых частиц или капель жидкости в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин "аэрозоль" обозначает пары, газы и аэрозоли той формы или типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми и имеют ли они форму, которая может считаться похожей на дым.

Предложенные устройства доставки аэрозоля при использовании могут быть подвержены различным физическим воздействиям, осуществляемым человеком, использующим курительное изделие традиционного типа (например, сигарету, сигару или трубку, которые употребляют путем поджигания и вдыхания табака). Например, пользователь предложенного в соответствии с настоящим изобретением устройства доставки аэрозоля может держать данное изделие аналогично традиционному типу курительного изделия, затягиваться с одного конца указанного изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, делать затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.

Предложенные устройства доставки аэрозоля обычно содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружного корпуса или оболочки. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и формат или конфигурация наружного корпуса, которая может задавать общий размер и форму курительного изделия, также может варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единой цельной оболочки; или же удлиненный корпус может быть выполнен из двух или более раздельных компонентов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном примерном варианте осуществления все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного наружного корпуса или оболочки. В альтернативном варианте осуществления изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать две или более оболочек, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит оболочку, заключающую в себе один или более компонентов многократного использования (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемая (к примеру, литий-ионная) батарея, батарея с твердым электролитом, тонкопленочная батарея с твердым электролитом и/или суперконденсатор, и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть присоединена с возможностью отсоединения оболочка, заключающая в себе сменную часть (например, сменный картридж, содержащий вкусоароматические добавки). Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в цельной оболочке или в разъемной многокомпонентной оболочке будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного в настоящей заявке. Кроме того, различные конструкции устройства доставки аэрозоля и компоновки компонентов могут быть понятны после рассмотрения имеющихся в продаже устройств доставки аэрозоля.

Предложенные в соответствии с настоящим изобретением устройства доставки аэрозоля содержат некоторую комбинацию источника питания (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования, управления, регулирования и прекращения электропитания для создания тепла, к примеру, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам устройства доставки аэрозоля), нагревателя или тепловырабатывающего компонента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или компонента, обычно называемого "атомайзером"), и композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет", и/или твердого или полутвердого табачного материала), и области или конца мундштука для обеспечения возможности осуществления затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).

Выравнивание компонентов в пределах предложенного устройства доставки аэрозоля может варьироваться. В конкретных вариантах осуществления изобретения композиция предшественника аэрозоля может быть расположена возле конца устройства доставки аэрозоля, который может быть выполнен с возможностью размещения вблизи рта пользователя таким образом, чтобы максимально увеличить доставку аэрозоля пользователю. Тем не менее, не исключены и другие конфигурации. Обычно нагревательный элемент может быть расположен достаточно близко к композиции предшественника аэрозоля так, чтобы тепло от нагревательного элемента могло испарять предшественник аэрозоля (а также одну или более ароматических добавок, лекарственных препаратов или тому подобных веществ, которые подобным образом могут быть обеспечены для доставки пользователю) и образовывать аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагревательный элемент нагревает композицию предшественника аэрозоля, аэрозоль формируется, высвобождается, или образуется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как "высвобождать, высвобождение, высвобождает или высвобожденный", включают в себя формы, такие как "формировать или создавать, формирование или создание, формирует или создает и сформированный или созданный". В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в виде пара или аэрозоля, или их смеси, причем такие термины также являются взаимозаменяемыми в настоящей заявке за исключением случаев, в которых указано иное.

Как указано выше, устройство доставки аэрозоля может содержать батарею или другой источник питания (например, суперконденсатор) для подачи электрического тока, достаточного для обеспечения различных функциональных возможностей устройства доставки аэрозоля, таких как питание нагревателя, питание систем управления, питание индикаторов и т.п. Источник питания может быть выполнен в соответствии с различными вариантами осуществления. В предпочтительном варианте осуществления изобретения источник питания выполнен с возможностью направления достаточной энергии для быстрого нагревания нагревательного элемента с целью образования аэрозоля и снабжения энергией устройства доставки аэрозоля для его использования в течение необходимого периода времени. Источник питания предпочтительно имеет размер, пригодный для удобного размещения в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что устройством доставки аэрозоля можно удобно пользоваться. Кроме того, предпочтительный источник питания выполнен достаточно легким и не препятствует процессу курения.

Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в пределах устройства доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор различных компонентов устройства доставки аэрозоля может быть понятен после рассмотрения имеющихся в продаже устройств доставки аэрозоля. Кроме того, расположение компонентов в устройстве доставки аэрозоля может быть также понятно после рассмотрения имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля.

Как описано далее в данной заявке, настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля могут быть выполнены с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля для образования аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройства доставки аэрозоля могут содержать устройства нагрева, а не сжигания табака, выполненные с возможностью нагрева твердой композиции предшественника аэрозоля (экструдированного табачного стержня) или полутвердой композиции предшественника аэрозоля (например, табачной пасты с глицерином). В другом варианте осуществления изобретения устройства доставки аэрозоля могут быть выполнены с возможностью нагрева и образования аэрозоля из флюидной композиции предшественника аэрозоля (например, жидкой композиции предшественника аэрозоля). Такие устройства доставки аэрозоля могут включать в себя так называемые электронные сигареты.

Независимо от типа нагреваемой композиции предшественника аэрозоля устройства доставки аэрозоля могут содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревательный элемент может содержать резистивный нагревательный элемент. Резистивные нагревательные элементы могут быть выполнены с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. Такие нагревательные элементы часто содержат металлический материал и выполнены с возможностью выработки тепла в результате электрического сопротивления, связанного с прохождением через них электрического тока. Такие резистивные нагревательные элементы могут быть расположены вблизи композиции предшественника аэрозоля. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения резистивные нагревательные элементы могут содержать одну или более катушек проволоки, намотанной вокруг элемента транспортировки жидкости (например, фитиля, который может содержать пористую керамику, углерод, ацетатцеллюлозу, полиэтилентерефталат, стекловолокно или пористое спеченное стекло), который выполнен с возможностью пропускания через себя композиции предшественника аэрозоля. В альтернативном варианте осуществления нагревательный элемент может быть расположен в контакте с твердой или полутвердой композицией предшественника аэрозоля. Такие конфигурации могут нагревать композицию предшественника аэрозоля для образования аэрозоля.

В некоторых вариантах осуществления изобретения устройства доставки аэрозоля могут содержать управляющий корпус и картридж. Управляющий корпус может быть многоразовым, тогда как картридж может быть выполнен с возможностью ограниченного числа использований и/или может быть одноразовым. Картридж может содержать композицию предшественника аэрозоля. Для осуществления нагрева композиции предшественника аэрозоля нагревательный элемент также может быть расположен в картридже. Управляющий корпус может содержать источник питания, который может быть перезаряжаемым или сменным, и, таким образом, управляющий корпус может быть повторно использован со многими картриджами.

Несмотря на то, что вышеописанные устройства доставки аэрозоля могут быть использованы для нагрева композиции предшественника аэрозоля с целью образования аэрозоля, такие конфигурации могут иметь один или более недостатков. В этой связи, резистивные нагревательные элементы могут содержать проволоку, образующую одну или более катушек, которые контактируют с композицией предшественника аэрозоля. Например, как описано выше, катушки могут окружать элемент транспортировки жидкости (например, фитиль) для нагрева и приведения в аэрозольное состояние композиции предшественника аэрозоля, направляемой к нагревательному элементу через элемент транспортировки жидкости. Однако вследствие того, что катушки образуют относительно маленькую площадь поверхности, некоторая часть композиции предшественника аэрозоля может быть нагрета до излишне высокой степени во время выработки аэрозоля, что приводит к потерям энергии. В альтернативном или дополнительном варианте некоторая часть композиции предшественника аэрозоля, которая не находится в контакте с катушками нагревательного элемента, может быть нагрета до недостаточной степени для выработки аэрозоля. Соответственно, может иметь место недостаточная выработка аэрозоля или выработка аэрозоля с потерями энергии.

Кроме того, как отмечено выше, резистивные нагревательные элементы вырабатывают тепло при пропускании через них электрического тока. Соответственно, вследствие расположения нагревательного элемента в контакте с композицией предшественника аэрозоля может иметь место обугливание композиции предшественника аэрозоля. Причиной такого обугливания может быть тепло, произведенное нагревательным элементом, и/или электричество, проходящее через композицию предшественника аэрозоля в месте расположения нагревательного элемента. Обугливание может приводить к постепенному накапливанию материала на нагревательном элементе. Такое накапливание материала может отрицательно сказаться на вкусе аэрозоля, получаемого из композиции предшественника аэрозоля.

Как описано выше, устройства доставки аэрозоля могут содержать управляющий корпус, содержащий источник питания, и картридж, содержащий резистивный нагревательный элемент и композицию предшественника аэрозоля. Для подачи электрического тока к резистивному нагревательному элементу управляющий корпус и картридж могут содержать электрические разъемы, выполненные с возможностью взаимодействия друг с другом, когда картридж соединен с управляющим корпусом. Однако использование таких электрических разъемов может дополнительно усложнить эти устройства доставки аэрозоля и увеличить их стоимость. Кроме того, в вариантах осуществления устройств доставки аэрозоля, содержащих жидкую композицию предшественника аэрозоля, могут возникнуть утечки композиции в местах выводов или других соединителей внутри картриджа.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание устройств доставки аэрозоля, позволяющих избежать некоторых или всех вышеописанных проблем. В этом отношении, на ФИГ. 1 изображено устройство 100 доставки аэрозоля согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать картридж 102 и управляющий корпус 104. Картридж 102 и управляющий корпус 104 могут быть выровнены постоянно или с возможностью разъединения при функционировании. В этом отношении, на ФИГ. 1 изображено устройство 100 доставки аэрозоля в соединенной конфигурации, а на ФИГ. 2 изображено устройство доставки аэрозоля в разъединенной конфигурации. Картридж 102 может быть соединен с управляющим корпусом 104 посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие при прессовой посадке, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и т.п. Устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатым или по существу цилиндрическим в некоторых вариантах осуществления, когда картридж 102 и управляющий корпус 104 находятся в собранном состоянии.

В конкретных вариантах осуществления изобретения картридж 102 и/или управляющий корпус 104 могут быть одноразовыми или многоразовыми. Например, управляющий корпус 104 может содержать сменную батарею или перезаряжаемую батарею, батарею с твердым электролитом, тонкопленочную батарею с твердым электролитом, суперконденсатор и т.п. и, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с сетевым зарядным устройством, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, например, посредством кабеля или разъема универсальной последовательной шины (universal serial bus, USB), соединение с фотоэлектрической ячейкой (иногда называемой солнечным фотоэлектрическим элементом) или солнечной панелью фотоэлектрических элементов, или с беспроводным радиочастотным зарядным устройством. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления картридж 102 может содержать одноразовый картридж, как описано в патенте США №8910639 (Chang и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки.

На ФИГ. 3 изображен вид с пространственным разделением деталей управляющего корпуса 104 устройства 100 доставки аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, управляющий корпус может содержать индукционный передатчик 302, наружный корпус 304, датчик 306 потока (например, датчик затяжек или переключатель давления), управляющий компонент 308 (например, микропроцессор, отдельно или как часть микроконтроллера), распорную втулку 310, источник 312 питания (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой, и/или суперконденсатор), монтажную плату с индикатором 314 (например, светоизлучающим диодом (светодиодом)), соединительную цепь 316 и торцевую заглушку 318. Примеры источников питания описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766 (Peckerar и др.) и в патентной заявке США №14/918,926 (Sur и др.), поданной 21 октября 2015 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Касательно датчика 306 потока, соответствующие токорегулирующие компоненты и прочие токоуправляющие компоненты, включая различные микроконтроллеры, датчики и переключатели, для устройств доставки аэрозоля описаны в патентах США №4735217 (Gerth и др.), №4922901 (Brooks и др.), №4947874 (Brooks и др.), №4947875 (Brooks и др.), №5372148 (McCafferty и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №7040314 (Nguyen и др.) и №8205622 (Pan), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, схемы управления описаны в публикации патентной заявки США №2014/0270727 (Ampolini и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

В одном варианте осуществления индикатор 314 может содержать один или более светоизлучающих диодов. Индикатор 314 может быть соединен с возможностью передачи данных с управляющим компонентом 308 посредством соединительной цепи 316 и может светиться, например, во время совершения пользователем затяжки через картридж (например, картридж 102, показанный на ФИГ. 2), соединенный с управляющим корпусом 104, что может быть обнаружено датчиком 306 потока. Торцевая заглушка 318 может быть выполнена с возможностью обеспечения видимости свечения, создаваемого под ней индикатором 314. Соответственно, индикатор 314 может светиться во время использования устройства 100 доставки аэрозоля для имитации горящего конца курительного изделия. Однако в других вариантах осуществления изобретения индикатор 314 может быть представлен в другом количестве, может иметь другие формы и даже может представлять собой отверстие в наружном корпусе (такое, чтобы обеспечивать высвобождение звука при наличии таких индикаторов).

В предложенном устройстве доставки аэрозоля могут быть использованы и другие дополнительные компоненты. Например, в патенте США №5154192 (Sprinkel и др.) описаны индикаторы для курительных изделий; в патенте США №5261424 (Sprinkel мл.) описаны пьезоэлектрические датчики, которые могут быть связаны с мундштучным концом устройства, для обнаружения активности губ пользователя, связанной с выполнением затяжки, с последующим запуском нагревания; в патенте США №5372148 (McCafferty и др.) описан датчик затяжки для управления потоком энергии в матрицу нагревающей нагрузки в ответ на падение давления на мундштуке; в патенте США №5967148 (Harris и др.) описаны приемные гнезда в курительном устройстве, которые содержат идентификатор, обнаруживающий неоднородность в коэффициенте пропускания инфракрасного света вставленного компонента, и контроллер, который исполняет подпрограмму обнаружения при вставке указанного компонента в приемное гнездо; в патенте США №6040560 (Fleischhauer и др.) описан заданный исполняемый цикл включения/выключения питания с множеством различных фаз; в патенте США №5934289 (Watkins и др.) описаны фотонно-оптронные компоненты; в патенте США №5954979 (Counts и др.) описано средство для изменения сопротивления затягиванию через курительное устройство; в патенте США №6803545 (Blake и др.) описаны конкретные конфигурации аккумуляторной батареи для использования в курительных устройствах; в патенте США №7293565 (Griffen и др.) описаны различные заряжающие системы для использования с курительными устройствами; в патенте США №8402976 (Fernando и др.) описано компьютерное интерфейсное средство для курительных устройств для облегчения зарядки и обеспечения возможности компьютерного управления курительными устройствами; в патенте США №8689804 (Fernando и др.) описана системы идентификации для курительных устройств; и в международном патенте WO 2010/003480 (Flick) описана система обнаружения потока текучей среды, указывающая на затяжку в генерирующей аэрозоль выработки системе; все вышеперечисленные изобретения посредством ссылки полностью включены в настоящую заявку. Дополнительные примеры компонентов, относящиеся к электронным изделиям для доставки аэрозоля и описывающие материалы или компоненты, которые могут быть использованы в данном изделии, приведены в патентах США №4735217 (Gerth и др.), №5249586 (Morgan и др.), №5666977 (Higgins и др.); №6053176 (Adams и др.); №6164287 (White); №6196218 (Voges); №6810883 (Felter и др.); №6854461 (Nichols); №7832410 (Hon); №7513253 (Kobayashi); №7896006 (Hamano); №6772756 (Shayan); №8156944, №8375957 (Hon); №8794231 (Thorens и др.), №8851083 (Oglesby и др.), №8915254 и №8925555 (Monsees и др.); публикациях патентных заявок США №2006/0196518 и №2009/0188490 (Hon), №2010/0024834 (Oglesby и др.), №2010/0307518 (Wang), №2014/0261408 (DePiano и др.); публикациях международных патентных заявок WO 2010/091593 (Hon) и WO 2013/089551 (Foo), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, в патентной заявке США №14/881 392 (Worm и др.), поданной 13 октября 2015 г., описаны капсулы, которые могут быть включены в устройства доставки аэрозоля, и конфигурации в форме кармашка для устройств доставки аэрозоля, причем указанная заявка включена полностью в настоящую заявку посредством ссылки. Различные материалы, описанные в вышеупомянутых документах, могут быть включены в настоящие устройства согласно различным вариантам осуществления, и все вышеприведенные описания посредством ссылки полностью включены в настоящую заявку.

Каждый из компонентов управляющего корпуса 104 может быть по меньшей мере частично расположен в наружном корпусе 304. Наружный корпус 304 может проходить от контактного конца 304' до наружного конца 304''. Торцевая заглушка 318 может быть расположена на наружном конце 304'' наружного корпуса 304 и может находиться с ним во взаимодействии. Таким образом, торцевая заглушка 318, которая может быть полупрозрачной или прозрачной, может освещаться индикатором 314 для имитации горящего конца курительного изделия или для выполнения других функций, как описано выше. Противоположный контактный конец 304' наружного корпуса 304 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с картриджем 102.

На ФИГ. 4 схематично изображен частичный разрез управляющего корпуса 104 вблизи контактного конца 304' наружного корпуса 304. Как показано на чертеже, индукционный передатчик 302 может проходить вблизи контактного конца 304' наружного корпуса 304. В одном варианте осуществления изобретения, как показано на ФИГ. 3 и 4, индукционный передатчик 302 может образовывать трубчатую конструкцию. Как показано на ФИГ. 4, индукционный передатчик 302 может содержать опору 402 катушки и катушку 404. Опора 402 катушки, которая может образовывать трубчатую конструкцию, может быть выполнена с возможностью поддержки катушки 404 таким образом, чтобы катушка 404 не соприкасалась с индукционным приемником или другими конструкциями и, следовательно, не создавала короткое замыкание. Опора 402 катушки может содержать непроводящий материал, который может быть по существу проницаемым для переменного магнитного поля, вырабатываемого катушкой 404. Катушка 404 может быть заделана в опору 402 катушки или иным образом соединена с ней. В изображенном варианте осуществления изобретения катушка 404 взаимодействует с внутренней поверхностью опоры 402 катушки таким образом, чтобы снижать любые потери, связанные с передачей переменного магнитного поля к индукционному приемнику. Однако в других вариантах осуществления катушка может быть расположена на наружной поверхности опоры катушки или может быть полностью заделана в опору катушки. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления катушка может содержать электропроводящие дорожки, нанесенные на опору катушки, или проволоку. В любом варианте осуществления катушка может образовывать витую конструкцию.

В альтернативном варианте осуществления изобретения, как показано на ФИГ. 5, индукционный передатчик 302 может содержать катушку 404 без опоры 402 катушки. В каждом варианте осуществления индукционный передатчик 302 может образовывать внутреннюю камеру 406, вокруг которой он проходит.

Как показано на ФИГ. 3-5, в некоторых вариантах осуществления изобретения индукционный передатчик 302 может быть соединен с опорным элементом 320. Опорный элемент 320 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с индукционным передатчиком 302 и возможностью поддержки индукционного передатчика 302 внутри наружного корпуса 304. Например, индукционный передатчик 302 может быть заделан в опорный элемент 320 или иным образом соединен с ним, так чтобы индукционный передатчик был неподвижно расположен внутри наружного корпуса 304. В качестве дополнительного примера индукционный передатчик 302 может быть отлит под давлением в опорный элемент 320.

Опорный элемент 320 может взаимодействовать с внутренней поверхностью наружного корпуса 304 для обеспечения выравнивания опорного элемента относительно наружного корпуса. Следовательно, в результате неподвижного соединения между опорным элементом 320 и индукционным передатчиком 302 продольная ось индукционного передатчика может проходить по существу параллельно продольной оси наружного корпуса 304. Таким образом, индукционный передатчик 302 может не контактировать с наружным корпусом 304 с тем, чтобы избежать передачи электрического тока от индукционного передатчика к наружному корпусу. Однако в некоторых вариантах осуществления, как показано на ФИГ. 5, между индукционным передатчиком 302 и наружным корпусом 304 может быть расположен дополнительный изолятор 502, чтобы предотвратить контакт между ними. Следует отметить, что изолятор 502 и опорный элемент 320 могут содержать любой непроводящий материал, такой как изолирующий полимер (например, пластик или целлюлоза), стекло, резина и фарфор. В альтернативном варианте осуществления индукционный передатчик 302 может контактировать с наружным корпусом 304 в тех вариантах, в которых наружный корпус выполнен из непроводящего материала, такого как пластик, стекло, резина или фарфор.

Как описано ниже более подробно, индукционный передатчик 302 может быть выполнен с возможностью приема электрического тока от источника 312 питания и возможностью беспроводного нагрева картриджа 102 (показанного, например, на ФИГ. 2). Таким образом, как показано на ФИГ. 4 и 5, индукционный передатчик 302 может содержать электрические разъемы 408, выполненные с возможностью подачи электрического тока. Например, электрические разъемы 408 могут соединять индукционный передатчик 302 с управляющим компонентом 312. Таким образом, ток от источника 312 питания может быть выборочно направлен к индукционному передатчику 302 при управлении управляющим компонентом 312. Например, управляющий компонент 312 может направлять электрический ток от источника 312 питания (см., например, ФИГ. 3) к индукционному передатчику 302 при обнаружении датчиком 306 потока затяжки, выполняемой через устройство 100 доставки аэрозоля. Электрические разъемы 408 могут содержать, в качестве примера, выводы, провода или какой-либо другой вариант осуществления разъема, выполненный с возможностью передачи через него электрического тока. Кроме того, электрические разъемы 408 могут содержать отрицательный электрический разъем и положительный электрический разъем.

В некоторых вариантах осуществления источник 312 питания может содержать батарею и/или суперконденсатор, которые могут подавать постоянный ток. Как описано в настоящей заявке, работа устройства доставки аэрозоля может потребовать подачи переменного тока к индукционному передатчику 302 для выработки переменного магнитного поля с целью генерации токов Фуко в индукционном приемнике. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления управляющий компонент 308 управляющего корпуса 104 может содержать инвертор или инверторную схему, выполненную с возможностью преобразования постоянного тока, подаваемого источником 312 питания, в переменный ток, подаваемый к индукционному передатчику 302.

На ФИГ. 6 изображен вид с пространственным разделением деталей картриджа 600, который в некоторых примерах может соответствовать картриджу 102, представленному на ФИГ. 1. Как показано на чертеже, картридж 600 может содержать индукционный приемник 602, наружный корпус 604, контейнер 606, уплотнительный элемент 608 и подложку 610. Наружный корпус 604 может проходить от контактного конца 604' до наружного конца 604''. Некоторые или все из оставшихся компонентов картриджа 600 могут быть расположены по меньшей мере частично внутри наружного корпуса 604.

Картридж 600 может дополнительно содержать мундштук 612. Мундштук 612 может быть выполнен за одно целое с наружным корпусом 604 или контейнером 606 или может быть отдельным компонентом.

Мундштук 612 может быть расположен на наружном конце 604'' наружного корпуса 604.

На ФИГ. 7 изображен вид в разрезе картриджа 600 в собранной конфигурации. Как показано на чертеже, контейнер 606 может быть расположен внутри наружного корпуса 604. Кроме того, уплотнительный элемент 608 может находиться в контакте с контейнером 606 с образованием внутренней камеры 614. Как показано на ФИГ. 7, в некоторых вариантах осуществления изобретения уплотнительный элемент 608 может дополнительно взаимодействовать с наружным корпусом 604.

В некоторых вариантах осуществления изобретения уплотнительный элемент 608 может содержать упругий материал, такой как резиновый или силиконовый материал. В данных вариантах осуществления уплотнительный элемент 608 может сжиматься для образования герметичного уплотнения с контейнером 606 и/или наружным корпусом 604. Для дополнительного улучшения уплотнения между уплотнительным элементом 608 и контейнером 606 и/или наружным корпусом 604 может быть нанесен адгезив. В другом варианте осуществления изобретения уплотнительный элемент 608 может содержать неупругий материал, такой как пластиковый или металлический материал. В этих вариантах осуществления уплотнительный элемент 608 может быть приклеен или приварен (например, при помощи ультразвуковой сварки) к контейнеру 606 и/или наружному корпусу 604. Соответственно, при помощи одного или более этих механизмов уплотнительный элемент 608 может по существу полностью герметизировать внутреннюю камеру 614.

Индукционный приемник 602 может находиться во взаимодействии с уплотнительным элементом 608. В одном варианте осуществления индукционный приемник 602 может быть частично заделан в уплотнительный элемент 608. Например, индукционный приемник 602 может быть отлит под давлением в уплотнительный элемент 608 таким образом, что между ними образуется герметичное уплотнение и соединение. Таким образом, уплотнительный элемент 608 может удерживать индукционный приемник в требуемом положении. Например, индукционный приемник 602 может быть расположен таким образом, что его продольная ось расположена по существу соосно с продольной осью наружного корпуса 604.

Кроме того, подложка 610 может взаимодействовать с уплотнительным элементом 608. В одном варианте осуществления подложка 610 может проходить через уплотнительный элемент 608. В этой связи, уплотнительный элемент 608 может образовывать проходящее через него отверстие 616, в котором расположена подложка 610. Таким образом, подложка 610 может выступать во внутреннюю камеру 614. Например, как показано на ФИГ. 7, конец подложки 610 может быть расположен в кармашке 618, образованном контейнером 606. Соответственно, контейнер 606 и уплотнительный элемент 608 могут взаимодействовать с подложкой 610 и совместно поддерживать подложку в требуемом положении. Например, продольная ось подложки 610 может быть расположена по существу соосно с продольной осью индукционного приемника 602. Таким образом, как показано, в некоторых вариантах осуществления изобретения подложка 610 может быть расположена вблизи индукционного приемника 602, но не контактировать с ним. За счет предотвращения контакта между подложкой 610 и индукционным приемником 602 индукционная катушка может оставаться по существу свободной от накопления на ней остаточного материала при использовании и, следовательно, картридж может быть при необходимости повторно заправлен композицией предшественника аэрозоля и/или новой подложкой или иным образом повторно использован. Однако, как описано ниже, непосредственный контакт между подложкой и индукционным приемником может быть предпочтительным в некоторых вариантах осуществления.

Подложка 610 может содержать композицию предшественника аэрозоля. Композиция предшественника аэрозоля может содержать один или большее количество твердых табачных материалов, полутвердых табачных материалов или жидких композиций предшественника аэрозоля. Например, твердые табачные материалы и полутвердые табачные материалы могут быть использованы в вариантах осуществления устройства 100 доставки аэрозоля, образующих так называемые сигареты, использующие нагрев табака, а не его сжигание. В свою очередь, в качестве дополнительного примера, флюидные (например, жидкие) композиции предшественника аэрозоля могут быть использованы в вариантах осуществления устройства 100 доставки аэрозоля, образующих так называемые электронные сигареты.

Типичные компоненты и составы жидкого предшественника аэрозоля представлены и охарактеризованы в патенте США №7726320 (Robinson и др.), публикациях патентных заявок США №2013/0008457 (Zheng и др.), №2013/0213417 (Chong и др.), №2015/0020823 (Lipowicz и др.) и №2015/0020830 (Koller), а также в международном патенте WO 2014/182736 (Bowen и др.) и патенте США №8881737 (Collett и др.), содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля, включают предшественники аэрозоля, включенные в продукт VUSE® компании R.J. Reynolds Vapor Company, продукт BLU компании Lorillard Technologies, продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Кроме того, желательными являются так называемые "курительные соки" для электронных сигарет, выпускаемые компанией Johnson Creek Enterprises LLC. Варианты осуществления шипучих материалов, которые могут быть использованы с предшественником аэрозоля, описаны в качестве примера в публикации патентной заявки США №2012/0055494 (Hunt и др.), содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, использование шипучих материалов описано, например, в патентах США №4639368 (Niazi и др.), №5178878 (Wehling и др.), №5223264 (Wehling и др.), №6974590 (Pather и др.), №7381667 (Bergquist и др.), №8424541 (Crawford и др.) и №8627828 (Strickland и др.); а также в публикациях патентных заявок США №2010/0018539 (Brinkley и др.) и №2010/0170522 (Sun и др.) и международном патенте РСТ WO 97/06786 (Johnson и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Типичные компоненты и составы твердого и полутвердого предшественника аэрозоля описаны в патентах США №8424 538 (Thomas и др.), №8464726 (Sebastian и др.); публикациях патентных заявок США №2015/0083150 (Conner и др.), №2015/0157052 (Ademe и др.); и патентной заявке США №14/755 205, поданной 30 июня 2015 г., (Nordskog и др.).

В вариантах осуществления картриджа 102, в которых композиция предшественника аэрозоля содержит жидкость или другую текучую среду, подложка 610 может быть выполнена с возможностью удержания в ней композиции предшественника аэрозоля и высвобождения из нее пара при воздействии на нее тепла со стороны индукционного приемника 602, как описано ниже. В некоторых вариантах осуществления изобретения подложка 610 может удерживать достаточное количество композиции предшественника аэрозоля, которого хватает на требуемый период времени. В других вариантах осуществления может быть предпочтительно обеспечить картридж 102 с повышенной емкостью композиции предшественника аэрозоля. Примеры материалов, которые могут быть использованы в подложке 610 в вариантах осуществления изобретения, в которых подложка выполнена с возможностью удержания жидкой композиции предшественника аэрозоля, включают пористую керамику, углерод, ацетатцеллюлозу, полиэтилентерефталат, стекловолокно или пористое спеченное стекло.

В этой связи, как показано в качестве примера на ФИГ. 6 и 7, в одном варианте осуществления контейнер 606 может содержать емкость, а внутренняя камера 614 может быть выполнена с возможностью размещения в ней жидкой композиции предшественника аэрозоля. В этом варианте осуществления подложка 610 может содержать элемент транспортировки жидкости (например, фитиль), выполненный с возможностью принятия композиции предшественника аэрозоля из внутренней камеры 614 и возможностью транспортировки по нему композиции предшественника аэрозоля. Соответственно, композиция предшественника аэрозоля может быть перемещена из внутренней камеры 614 к местам вдоль продольной длины подложки 610, вокруг которой проходит индукционный приемник 602.

Следует понимать, что вариант осуществления картриджа 600, изображенный на ФИГ. 7, представлен исключительно в качестве примера. В этом отношении, различные альтернативные варианты осуществления картриджа 102 представлены в настоящей заявке в качестве дополнительного примера. Следует отметить, что хотя варианты осуществления картриджа 102 в настоящей заявке описаны отдельно, соответствующие компоненты и элементы этих картриджей могут быть объединены любым образом, если не указано иное.

На ФИГ. 8 изображен другой картридж 800, который в некоторых примерах может соответствовать картриджу 102, представленному на ФИГ. 1. Картридж 800 аналогичен картриджу 700 и отличается лишь тем, что уплотнительный элемент 708 расположен вблизи наружного конца 604'' наружного корпуса 604, расположенного напротив контактного конца 604'. В этом варианте осуществления изобретения контейнер 806 может содержать проходящее через него отверстие 816, а уплотнительный элемент 808 может образовывать кармашек 818 для поддержки подложки 610 по существу таким же образом, как описано выше. Соответственно, уплотнительный элемент 608 может быть расположен на контактном конце 604' контейнера 606 (см. ФИГ. 7) или на наружном конце 604'' контейнера 806 (см. ФИГ. 8).

В некоторых вариантах осуществления изобретения контейнер может быть по существу герметизирован таким образом, что утечка композиции предшественника аэрозоля по существу предотвращена. Однако, как показано на ФИГ. 8, в некоторых вариантах осуществления картридж 800 может дополнительно содержать подложку 820 емкости. Следует отметить, что подложка 820 емкости может быть использована в любом из описанных в настоящей заявке картриджей, содержащих внутреннюю камеру 614.

В одном варианте осуществления изобретения подложка 820 емкости может содержать множество слоев нетканых волокон, сформованных по существу в форме трубки, полностью или частично охватывающей подложку 610 во внутренней камере 820. В других вариантах осуществления подложка 820 емкости может содержать пористую керамику, углерод, ацетатцеллюлозу, полиэтилентерефталат, стекловолокно или пористое спеченное стекло. Таким образом, жидкая композиция предшественника аэрозоля может удерживаться подложкой 820 емкости за счет сорбционного действия. Вследствие контакта между подложкой 820 емкости и емкостью подложка емкости соединена с подложкой 610 по текучей среде. Таким образом, подложка 610 может быть выполнена с возможностью транспортировки композиции предшественника аэрозоля от подложки 820 емкости во внутренней камере 614 за счет капиллярных сил или других механизмов транспортировки к местам вдоль продольной длины подложки 610 за пределами внутренней камеры.

Как отмечено выше, в некоторых вариантах осуществления картриджа 600, 800 подложка 610 может быть расположена вблизи индукционного приемника 602, но не контактировать с ним. Такая конфигурация может предотвратить накопление остаточного материала на индукционном приемнике благодаря отсутствию прямого контакта между ними. Однако в других вариантах осуществления подложка 610 может контактировать с индукционным приемником. В этой связи, на ФИГ. 9 изображен еще один картридж 900, который в некоторых примерах может соответствовать картриджу 102, представленному на ФИГ. 1, и быть аналогичным картриджам 600, 800 с тем отличием, что подложка 910 может контактировать с индукционным приемником 602. Использование такой конфигурации может обеспечить относительно более крупную подложку 910, которая может содержать относительно большее количество композиции предшественника аэрозоля без необходимости увеличения размера индукционного приемника 602. Кроме того, непосредственный контакт между индукционным приемником и подложкой может способствовать передаче тепла от индукционного приемника к подложке посредством конвекции, что может быть существенно более эффективным, чем нагрев излучением, используемый в тех вариантах осуществления изобретения, в которых непосредственный контакт между ними отсутствует. Соответственно, следует понимать, что каждый из вариантов осуществления картриджей, описанных в настоящей заявке, может включать непосредственный контакт между индукционным приемником и подложкой и/или композицией предшественника аэрозоля. Обеспечение непосредственного контакта между подложкой 910 и индукционным приемником 602 может быть использовано, в качестве примера, в вариантах осуществления изобретения, в которых композиция предшественника аэрозоля содержит твердый табачный материла или полутвердый табачный материал, который может быть менее подвержен постепенному накоплению остаточного материала на индукционном приемнике, чем жидкая композиция предшественника аэрозоля.

В вариантах осуществления картриджей 600, 800, показанных на ФИГ. 6-8, подложка 610 выступает во внутреннюю камеру 614. Однако в других вариантах осуществления изобретения картридж может не образовывать внутреннюю камеру. Например, картридж 900, показанный на ФИГ. 9, не содержит внутреннюю камеру. В этой связи, подложка 910 может содержать достаточное количество композиции предшественника аэрозоля, так что использование внутренней камеры может не потребоваться в некоторых вариантах осуществления изобретения. Таким образом, например, индукционный приемник 602 и подложка 910 могут быть по существу одинаковыми по протяженности, так что их продольные концы заканчиваются по существу в одних и тех же точках. В этом отношении, индукционный приемник 602 и/или подложка 910 могут быть расположены в кармашке 922, образованном наружным корпусом 904 или иным образом взаимодействующем (например, непосредственно взаимодействующем) с наружным корпусом. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления картридж 900 может образовывать относительно простую конфигурацию, которая может не содержать контейнер, уплотнительный элемент или внутреннюю камеру. Такая конфигурация может снижать сложность и/или стоимость картриджа 900.

Как описано выше, в некоторых вариантах осуществления подложка 910 может не выступать во внутреннюю камеру, а вместо этого может заканчиваться, например, вблизи наружного корпуса 904. Как еще описано выше со ссылкой на ФИГ. 9, в одном варианте осуществления картридж 900 может не содержать контейнер или внутреннюю камеру. Однако в другом варианте осуществления картридж может содержать контейнер, образующий внутреннюю камеру без выступания подложки в камеру. Такой пример показан на ФИГ. 10, на котором изображен еще один картридж 1000, который может соответствовать картриджу 104, представленному на ФИГ. 1. Как показано, картридж 1000 может содержать контейнер 1006, образующий внутреннюю камеру 614, в которую не выступает подложка 1010. В этой связи, индукционный приемник 602 и подложка 1010 могут быть введены во взаимодействие с контейнером или наружным корпусом. Например, на ФИГ. 10 индукционный приемник 602 и подложка 1010 находятся во взаимодействии с контейнером 1006. В качестве еще одного примера, как описано выше, индукционный приемник 602 может быть частично заделан в контейнер 1006. Кроме того, подложка 1010 может взаимодействовать с кармашком 1022, образованным контейнером 1006.

За счет выполнения картриджа 1000 таким образом, что подложка 1010 не выступает во внутреннюю камеру 614, камера может выполнять функцию, отличную от функции емкости для композиции предшественника аэрозоля. Например, как показано на ФИГ. 10, в некоторых вариантах осуществления картридж 1000 может содержать электронный управляющий компонент 1024. Как описано ниже, электронный управляющий компонент 1024 может быть использован при аутентификации картриджа 1000 или использован для других целей.

Как указано выше, каждый из предложенных в соответствии с настоящим изобретением картриджей 102 выполнен с возможностью работы совместно с управляющим корпусом 104 для выработки аэрозоля. В качестве примера, на ФИГ. 11 изображен картридж 600, находящийся во взаимодействии с управляющим корпусом 104. Как показано на чертеже, когда управляющий корпус 104 находится во взаимодействии с картриджем 600, индукционный передатчик 302 может по меньшей мере частично окружать, предпочтительно существенно окружать и более предпочтительно полностью окружать индукционный приемник 602 (например, за счет прохождения вокруг его наружной поверхности). Кроме того, индукционный передатчик 302 может проходить вдоль по меньшей мере части продольной длины индукционного приемника 602, предпочтительно проходить вдоль большей части продольной длины индукционного приемника и наиболее предпочтительно проходить вдоль по существу всей продольной длины индукционного приемника.

Соответственно, индукционный приемник 602 может быть расположен во внутренней камере 406, вокруг которой проходит индукционный передатчик 302. Соответствующим образом, когда пользователь втягивает воздух через мундштук 612 картриджа 600, датчик 306 давления может обнаруживать затяжку. Таким образом, управляющий компонент 308 может направлять электрический ток от источника 312 питания (см., например, ФИГ. 3) к индукционному передатчику 302. Индукционный передатчик 302 может в результате этого вырабатывать переменное магнитное поле. Благодаря размещению индукционного приемника 602 во внутренней камере 406 индукционный приемник может быть подвержен воздействию переменного магнитного поля, образуемого индукционным передатчиком 302.

В частности, индукционный передатчик 302 и индукционный приемник 602 могут образовывать электрический трансформатор. Изменение электрического тока в индукционном передатчике 302, который направляют к нему от источника 312 питания (см., например, ФИГ. 3) при помощи управляющего компонента 308, может генерировать переменное электромагнитное поле, проникающее в индукционный приемник 602, в результате чего в индукционном приемнике создаются токи Фуко. Переменное электромагнитное поле может быть образовано посредством направления переменного тока к индукционному передатчику 302. Как указано выше, в некоторых вариантах осуществления управляющий компонент 308 может содержать инвертор или инверторную схему, выполненную с возможностью преобразования постоянного тока, подаваемого источником 312 питания, в переменный ток, подаваемый к индукционному передатчику 302.

Токи Фуко, проходящие через материал, образующий индукционный приемник 602, могут нагревать индукционный приемник за счет термоэффекта Джоуля, при котором количество производимого тепла пропорционально квадрату силы тока, умноженному на электрическое сопротивление материала индукционного приемника. В вариантах осуществления индукционного приемника 602, содержащего магнитные материалы, тепло может быть также создано за счет потерь на магнитный гистерезис. Несколько факторов способствуют повышению температуры индукционного приемника 602, включая, помимо прочего, близость к индукционному передатчику 302, распределение магнитного поля, электрическое сопротивление материала индукционного приемника, плотность потока насыщения, поверхностные эффекты или глубину проникновения поля, гистерезисные потери, магнитную восприимчивость, магнитную проницаемость и дипольный момент материала.

В этой связи, и индукционный приемник 602, и индукционный передатчик 302 могут содержать электропроводящий материал. В качестве примера, индукционный передатчик 302 и/или индукционный приемник 602 могут содержать различные проводящие материалы, включая металлы, такие как медь и алюминий, сплавы проводящих материалов (например, диамагнитные, парамагнитные или ферромагнитные материалы) или другие материалы, такие как керамика или стекло, с одним или более включенными в них проводящими материалами. В другом варианте осуществления индукционный приемник может содержать проводящие частицы или объекты любых различных размеров, расположенные в емкости, наполненной композицией предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления индукционный приемник может быть покрыт теплопроводящим пассивирующим слоем (например, тонким слоем стекла) или иным образом содержать этот слой для предотвращения непосредственного контакта с композицией предшественника аэрозоля.

Соответственно, индукционный приемник 602 может быть нагрет. Тепло, производимое индукционным приемником 602, может нагревать подложку 610, содержащую композицию предшественника аэрозоля, таким образом, чтобы образовать аэрозоль 1102. Соответственно, индукционный приемник 602 может содержать атомайзер. За счет расположения индукционного приемника 602 вокруг подложки 610 по существу на одинаковом расстоянии от нее (например, посредством выравнивания продольных осей подложки и индукционного приемника) подложка и композиция предшественника аэрозоля могут быть нагреты по существу равномерно.

Аэрозоль 1102 может перемещаться вокруг или через индукционный приемник 602 и индукционный передатчик 302. Например, как показано, в одном варианте осуществления индукционный приемник 602 может содержать сетку, сито, спираль, жгут или другую пористую структуру, образующую множество проходящих через нее отверстий. В других вариантах осуществления индукционный приемник может содержать стержень, заделанный в подложку или иным образом контактирующий с композицией предшественника аэрозоля, множество крупинок или частиц, заделанных в подложку или иным образом находящихся в контакте с композицией предшественника аэрозоля, или спеченную структуру. В каждом из этих вариантов осуществления изобретения аэрозоль 1102 может свободно проходить через индукционный приемник 602 и/или подложку для обеспечения возможности прохождения аэрозоля через мундштук к пользователю.

Аэрозоль 1102 может смешиваться с воздухом 1104, входящим через впускные отверстия 410 (см., например, ФИГ. 4), которые могут быть выполнены в управляющем корпусе 104 (например, в наружном корпусе 304). Соответственно, смешанные друг с другом воздух и аэрозоль 1106 могут быть направлены к пользователю. Например, смешанные воздух и аэрозоль 1106 могут быть направлены к пользователю через одно или более сквозных отверстий 626, выполненных в наружном корпусе 604 картриджа 600. В некоторых вариантах осуществления уплотнительный элемент 608 может дополнительно содержать проходящие через него сквозные отверстия 628, которые могут быть выровнены со сквозными отверстиями 626, проходящими через наружный корпус 604. Однако следует понимать, что схема прохождения потока через устройство 100 доставки аэрозоля может отличаться от конкретной конфигурации, описанной выше, в пределах объема настоящего изобретения.

Как отмечено выше, в некоторых вариантах осуществления картридж 102 может дополнительно содержать второй электронный управляющий компонент. Например, картридж 1000, показанный на ФИГ. 10, содержит второй управляющий компонент 1024. Второй управляющий компонент 1024 может быть выполнен с возможностью аутентификации картриджа 1000. В этой связи, в некоторых вариантах осуществления изобретения второй управляющий компонент 1024 может быть выполнен с возможностью отправки кода на управляющий корпус 104, который может быть проанализирован (первым) управляющим компонентом 308 (см., например, ФИГ. 3). Таким образом, например, управляющий компонент 308 может направлять электрический ток к индукционному передатчику 302 только после подтверждения аутентичности картриджа 1000. В некоторых вариантах осуществления второй управляющий компонент может содержать выводы, соединяющиеся с управляющим корпусом. Более предпочтительно, второй управляющий компонент 1024 может содержать чип радиочастотной идентификации (radio-frequency identification, RFID), выполненный с возможностью беспроводной передачи кода или другой информации к управляющему корпусу 104. Таким образом, устройство 100 доставки аэрозоля может быть использовано без необходимости взаимодействия электрических разъемов между картриджем и управляющим корпусом. Кроме того, различные примеры управляющих компонентов и функций, выполняемых этими компонентами, описаны в публикации патентной заявки США №2014/0096782 (Sears и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

Как указано выше, в некоторых вариантах осуществления управляющий компонент 308 управляющего корпуса 104 может содержать инвертор или инверторную схему, выполненную с возможностью преобразования постоянного тока, подаваемого источником 312 питания, в переменный ток, подаваемый к индукционному передатчику 302. На ФИГ. 12 изображен индукционный передатчик 302, управляющий компонент 308 и источник 312 питания согласно различным примерным вариантам осуществления изобретения. В соответствии с примерными вариантами осуществления индукционный приемник 602 картриджа 102 может быть выполнен с возможностью выработки тепла при воздействии на приемник переменного магнитного поля и, таким образом, возможностью испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Индукционный передатчик 302 может быть выполнен с возможностью создания переменного магнитного поля, а управляющий компонент 308 может быть выполнен с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику 302 для обеспечения создания переменного магнитного поля индукционным передатчиком.

Как описано выше, в некоторых примерах источник 312 питания может содержать суперконденсатор, такой как конденсатор с двойным электрическим слоем, гибридный конденсатор и т.п. В этих примерах управляющий компонент 308 может быть выполнен с возможностью направления электрического тока от суперконденсатора к индукционному передатчику 302.

В некоторых примерах источник 312 питания может дополнительно содержать выводы, выполненные с возможностью соединения с источником электроэнергии, от которого может быть заряжен суперкондесатор. Как указано выше, например, управляющий корпус 104 может быть объединен с зарядным устройством любого типа (например, сетевым зарядным устройством, автомобильным зарядным устройством, компьютером, фотоэлектрической ячейкой, солнечной панелью фотоэлектрических элементов, беспроводным радиочастотным зарядным устройством). В некоторых примерах источник 312 питания может дополнительно содержать источник электроэнергии, который может представлять собой или содержать батарею с твердым электролитом или литий-ионную батарею.

В соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения управляющий компонент 308 может быть выполнен с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику 302 согласно топологии инвертора с переключением при нулевом напряжении (ZVS), что может снижать количество тепла, вырабатываемого в устройстве 100 доставки аэрозоля. Как показано, например, управляющий компонент 308 может содержать микропроцессор 1202, выполненный с возможностью управления первым и вторым переключателями Q1, Q2, которые могут быть выполнены с возможностью попеременного переключения для осуществления топологии инвертора ZVS.

Кроме того, управляющий компонент 308 и индукционный передатчик 302 могут содержать соответственно конденсатор С (или параллельные конденсаторы) и катушку 404 (показанную как катушка L1 индуктивности), которые образуют колебательный контур 1204. В данных примерах управляющий компонент 308 может направлять электрический ток циклами, каждый из которых содержит положительную половину и отрицательную половину. Во время положительной половины первый и второй переключатели Q1, Q2 могут быть выполнены с возможностью попеременного переключения для зарядки конденсатора С и направления электрического тока в положительном направлении через катушку 404. Во время отрицательной половины первый и второй переключатели Q1, Q2 могут быть выполнены с возможностью попеременного переключения для обеспечения разрядки конденсатора С и, таким образом, направления электрического тока в отрицательном направлении через катушку 404.

На схеме, представленной на ФИГ. 12, первый и второй переключатели Q1, Q2 могут быть соответственно включены и выключены во время положительной половины и соответственно выключены и включены во время отрицательной половины. Во время положительной половины, когда переключатель Q1 включен, а переключатель Q2 выключен, электрический ток может быть направлен от источника 312 питания для возбуждения колебательного контура 1204. Как показано, этот электрический ток может быть направлен от источника 312 питания к колебательному контуру 1204 через регулятор 1206 напряжения, такой как регулятор малого падения напряжения (low-dropout, LDO), и/или электронный дроссель (показан как катушка L2 индуктивности). Во время отрицательной половины, когда переключатель Q1 выключен, а переключатель Q2 включен, электроэнергия, накопленная в конденсаторе С, может проходить в отрицательном направлении через катушку 404 (катушку L1 индуктивности). Во время цикла, содержащего положительную и отрицательную половины, управляющий компонент 308 может генерировать переменный ток из напряжения постоянного тока от источника 312 питания. И так как электроэнергия, накопленная в конденсаторе С, используется для возбуждения катушки 404 во время отрицательной половины, топология представляет собой переключение при нулевом напряжении (ZVS).

Во время циклов, в которых электрический ток направляют через колебательный контур 1204, колебательный контур 1204 может иметь следующую характеристическую резонансную частоту:

При резонансной частоте изменение электрического тока, проходящего через катушку 404, может генерировать переменное электромагнитное поле, проникающее в индукционный приемник 602, и приводить к возникновению токов Фуко в индукционном приемнике 602. Эти токи Фуко могут нагревать индукционный приемник 602 за счет термоэффекта Джоуля. Тепло, производимое индукционным приемником 602, может нагревать подложку 610, содержащую композицию предшественника аэрозоля, таким образом, чтобы образовать аэрозоль 1102.

Примером подходящего переключателя, который может быть использован для реализации первого и второго переключателей Q1, Q2, является полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (МОП-транзистор). Эти и подобные переключатели имеют конечные интервалы времени включения и выключения. Для обеспечения переменного включения и выключения переключателей с целью осуществления топологии инвертора ZVS управляющий компонент 308 может дополнительно содержать драйверы 1208, 1210 верхнего уровня и нижнего уровня соответственно для первого и второго переключателей Q1, Q2. В некоторых примерах эти драйверы могут представлять собой или содержать диоды.

В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может дополнительно обеспечивать защиту от достижения или превышения индукционным приемником 602 пороговой температуры. В некоторых из этих примеров управляющий компонент 308 или, в частности, его микропроцессор 1202 может быть дополнительно выполнен с возможностью приема измеренного значения электрического тока, проходящего через индукционный приемник 602. Это измеренное значения может быть получено от датчика тока на эффекте Холла, расположенного возле индукционного приемника 602. Данный датчик тока на эффекте Холла может представлять собой часть картриджа 102 или, в некоторых случаях, управляющего корпуса 104. В таком случае, управляющий компонент 308 может управлять работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства 100 доставки аэрозоля в ответ на получение указанного измеренного значения с тем, чтобы снижать температуру индукционного приемника 602 в тех случаях, когда измеренное значения указывает на достижение или превышение пороговой температуры. Одним способом снижения температуры может быть включение в устройство 100 доставки аэрозоля дополнительных воздуховыпускных отверстий, управление выпуском воздуха из устройства 100 доставки аэрозоля. Некоторые примеры подходящего устройства доставки аэрозоля, оснащенного датчиком тока на эффекте Холла, описаны в патентной заявке США №14/993762 (Sur), поданной 12 января 2016 г., которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

Как описано выше, настоящее изобретение относится к устройству доставки аэрозоля, имеющему управляющий корпус, содержащий беспроводной передатчик энергии, выполненный с возможностью приема электрического тока от источника питания и возможностью беспроводного нагрева атомайзера. Следует отметить, что для нагрева композиции предшественника аэрозоля, которая может находиться в емкости и/или в контакте с подложкой, могут быть использованы различные методы беспроводного нагрева. В некоторых вариантах осуществления атомайзер может быть подвергнут беспроводному нагреву без передачи электрического тока к атомайзеру.

В некоторых вышеописанных вариантах осуществления изобретения беспроводной передатчик электроэнергии может содержать индукционный передатчик, а атомайзер может содержать индукционный приемник. Таким образом, в индукционном приемнике могут быть индуцированы токи Фуко для выработки тепла. Как отмечено выше, индукционный передатчик может быть выполнен с возможностью по меньшей мере частичного окружения индукционного приемника. В качестве дополнительного примера, в других вариантах осуществления изобретения атомайзер может быть нагрет при помощи беспроводного нагрева, такого как нагрев излучением, акустический нагрев, фотонный нагрев (например, посредством лазера) и/или микроволновый нагрев.

Однако в других вариантах осуществления изобретения для беспроводного нагрева атомайзера могут быть использованы различные другие способы и механизмы. Например, электрический ток может быть подан к атомайзеру посредством беспроводной передачи, и такие способы беспроводной передачи энергии могут быть использованы с любым вариантом осуществления атомайзера, таким как резистивные нагревательные элементы в виде проволочной катушки. Примерные варианты реализации способов и механизмов беспроводной передачи энергии представлены в патентной заявке США №14/814866 (Sebastian и др.), поданной 31 июля 2015 г., которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.

Следует отметить, что хотя настоящее изобретение обычно описывает нагрев подложки, содержащей композицию предшественника аэрозоля, которая расположена вблизи индукционного приемника, для образования аэрозоля, в других вариантах осуществления индукционный приемник может быть выполнен с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля, направляемой (например, подаваемой) к нему. Например, в патентных заявках №14/309282, поданной 19 июня 2014 г., №14/524778, поданной 27 октября 2014 г., и №14/289101, поданной 28 мая 2014 г., (Brammer и др.), описаны механизмы и способы доставки жидкой композиции предшественника аэрозоля, которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Такие механизмы и способы доставки жидкой композиции предшественника аэрозоля могут быть использованы для направления композиции предшественника аэрозоля от емкости к индукционному приемнику для образования аэрозоля. В дополнительном варианте осуществления изобретения индукционный приемник может содержать полую иглу, соединенную с емкостью, причем композиция предшественника аэрозоля за счет капиллярного действия может поступать в иглу для повторного наполнения иглы по мере испарения иглой композиции предшественника аэрозоля. Следует отметить, что хотя в настоящей заявке описаны примерные формы и конфигурации индукционного приемника и индукционного передатчика, могут быть использованы различные другие конфигурации и формы.

На ФИГ. 13 изображены различные операции способа 1300 сборки устройства доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления изобретения. Как показано на ФИГ. 13, способ может включать обеспечение подложки, содержащей композицию предшественника аэрозоля, на этапе 1302. Способ может дополнительно включать обеспечение индукционного приемника на этапе 1304. Кроме того, способ может включать расположение подложки вблизи индукционного приемника на этапе 1306. Индукционный приемник может быть выполнен с возможностью подвергания воздействию переменного магнитного поля и возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля для образования аэрозоля.

В некоторых вариантах осуществления изобретения расположение подложки вблизи индукционного приемника на этапе 1306 может включать расположение подложки в непосредственном контакте с индукционным приемником. Кроме того, расположение подложки вблизи индукционного приемника на этапе 1306 может включать расположение подложки внутри индукционного приемника. Способ может дополнительно включать наполнение подложки композицией предшественника аэрозоля. Композиция предшественника аэрозоля может содержать жидкую композицию предшественника аэрозоля.

Кроме того, способ может включать обеспечение индукционного передатчика и расположение индукционного передатчика таким образом, чтобы он по меньшей мере частично окружал индукционный приемник. Расположение индукционного передатчика может включать расположение индукционного передатчика таким образом, чтобы он не находился в непосредственном контакте с индукционным приемником.

Способ может дополнительно включать образование картриджа, содержащего подложку и индукционный приемник. Кроме того, способ может включать образование управляющего корпуса, содержащего индукционный передатчик. Расположение индукционного передатчика таким образом, чтобы он по меньшей мере частично окружал индукционный приемник, может включать в себя соединение картриджа с управляющим корпусом. Кроме того, образование управляющего корпуса может включать в себя соединение источника питания с индукционным передатчиком.

На ФИГ. 14 изображены различные операции способа 1400 получения аэрозоля в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления изобретения. Как показано на ФИГ. 14, способ может включать обеспечение картриджа на этапе 1402. Картридж может содержать композицию предшественника аэрозоля и атомайзер. Способ может дополнительно включать обеспечение управляющего корпуса на этапе 1404. Управляющий корпус может содержать источник питания и беспроводной передатчик электроэнергии. Кроме того, способ может включать направление электрического тока от источника питания к беспроводному передатчику электроэнергии на этапе 1406. Более того, способ может включать беспроводной нагрев атомайзера при помощи беспроводного передатчика электроэнергии с целью нагрева композиции предшественника аэрозоля для образования аэрозоля на этапе 1408.

Множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть очевидными для специалиста в данной области техники после ознакомления с настоящим изобретением, представленным в приведенных выше описаниях и сопроводительных чертежах. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления включены в объем охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как электронные сигареты и сигареты, использующие нагрев табака без его сжигания, и, в частности, к индукционному устройству доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит подложку, выполненную с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля, индукционный передатчик, индукционный приемник и управляющий компонент. Индукционный передатчик выполнен с возможностью создания переменного магнитного поля. Индукционный приемник расположен вблизи подложки и выполнен с возможностью выработки тепла при воздействии на приемник переменного магнитного поля и, таким образом, с возможностью испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Управляющий компонент выполнен с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику для обеспечения создания переменного магнитного поля индукционным передатчиком, причем управляющий компонент выполнен с возможностью направления электрического тока согласно топологии инвертора с переключением при нулевом напряжении. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее:

подложку, выполненную с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля;

индукционный передатчик, выполненный с возможностью создания переменного магнитного поля;

индукционный приемник, расположенный вблизи подложки и выполненный с возможностью выработки тепла при воздействии на приемник переменного магнитного поля и, таким образом, с возможностью испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и

управляющий компонент, выполненный с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику для обеспечения создания переменного магнитного поля индукционным передатчиком, причем управляющий компонент выполнен с возможностью направления электрического тока согласно топологии инвертора с переключением при нулевом напряжении (ZVS);

при этом управляющий компонент дополнительно содержит первый и второй переключатели, которые выполнены с возможностью попеременного переключения для осуществления топологии инвертора ZVS;

причем управляющий компонент и индукционный передатчик содержат соответственно конденсатор и катушку, которые образуют колебательный контур, а

выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления тока циклами, каждый из которых содержит положительную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для зарядки конденсатора и направления электрического тока в положительном направлении через катушку, и отрицательную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для обеспечения разрядки конденсатора и, таким образом, направления электрического тока в отрицательном направлении через катушку.

2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, дополнительно содержащее источник питания, содержащий суперконденсатор,

причем выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока от суперконденсатора к индукционному передатчику.

3. Устройство доставки аэрозоля по п. 2, в котором источник питания дополнительно содержит выводы, выполненные с возможностью соединения с источником электроэнергии, от которого обеспечена возможность зарядки суперконденсатора.

4. Устройство доставки аэрозоля по п. 3, в котором источник питания дополнительно содержит источник электроэнергии, представляющий собой или содержащий батарею с твердым электролитом или литий-ионную батарею.

5. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором управляющий компонент дополнительно содержит драйверы верхнего уровня и нижнего уровня соответственно для первого и второго переключателей.

6. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, дополнительно содержащее датчик тока на эффекте Холла, расположенный возле индукционного приемника и выполненный с возможностью выполнения измерения электрического тока, проходящего через индукционный приемник,

причем управляющий компонент выполнен с возможностью приема полученного измеренного значения и возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на него.

7. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором индукционный передатчик выполнен с возможностью по меньшей мере частичного окружения индукционного приемника.

8. Устройство доставки аэрозоля по п. 7, в котором индукционный передатчик образует трубчатую или спиральную конструкцию.

9. Управляющий корпус для устройства доставки аэрозоля, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем, оснащенным индукционным приемником и содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус соединен или выполнен с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, в котором индукционный приемник выполнен с возможностью выработки тепла при воздействии на приемник переменного магнитного поля и, таким образом, с возможностью испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем управляющий корпус содержит:

индукционный передатчик, выполненный с возможностью создания переменного магнитного поля; и

управляющий компонент, выполненный с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику для обеспечения создания переменного магнитного поля индукционным передатчиком, причем управляющий компонент выполнен с возможностью направления электрического тока согласно топологии инвертора с переключением при нулевом напряжении (ZVS);

при этом управляющий компонент дополнительно содержит первый и второй переключатели, которые выполнены с возможностью попеременного переключения для осуществления топологии инвертора ZVS;

причем управляющий компонент и индукционный передатчик содержат соответственно конденсатор и катушку, которые образуют колебательный контур, а

выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления тока циклами, каждый из которых содержит положительную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для зарядки конденсатора и направления электрического тока в положительном направлении через катушку, и отрицательную половину, во время которой первый и второй переключатели выполнены с возможностью попеременного переключения для обеспечения разрядки конденсатора и, таким образом, направления электрического тока в отрицательном направлении через катушку.

10. Управляющий корпус по п. 9, дополнительно содержащий источник питания, содержащий суперконденсатор,

причем выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока к индукционному передатчику включает выполнение управляющего компонента с возможностью направления электрического тока от суперконденсатора к индукционному передатчику.

11. Управляющий корпус по п. 10, в котором источник питания дополнительно содержит выводы, выполненные с возможностью соединения с источником электроэнергии, от которого обеспечена возможность зарядки суперконденсатора.

12. Управляющий корпус по п. 11, в котором источник питания дополнительно содержит источник электроэнергии, представляющий собой или содержащий батарею с твердым электролитом или литий-ионную батарею.

13. Управляющий корпус по п. 9, в котором управляющий компонент дополнительно содержит драйверы верхнего уровня и нижнего уровня соответственно для первого и второго переключателей.

14. Управляющий корпус по п. 9, в котором управляющий компонент дополнительно выполнен с возможностью приема измеренного значения электрического тока, проходящего через индукционный приемник,

причем управляющий компонент выполнен с возможностью приема указанного измеренного значения от датчика тока на эффекте Холла, расположенного возле индукционного приемника, и возможностью управления работой по меньшей мере одного функционального элемента устройства доставки аэрозоля в ответ на указанное измеренное значение.

15. Управляющий корпус по п. 9, в котором индукционный передатчик выполнен с возможностью по меньшей мере частичного окружения индукционного приемника, когда управляющий корпус соединен с картриджем.

16. Управляющий корпус по п. 15, в котором индукционный передатчик образует трубчатую или спиральную конструкцию.