СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩАЯ ТВЕРДЫЕ И ЖИДКИЕ СУБСТРАТЫ, ОБРАЗУЮЩИЕ АЭРОЗОЛЬ Российский патент 2021 года по МПК A24F47/00 

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, при этом система, генерирующая аэрозоль, содержит картридж, имеющий как твердые, так и жидкие субстраты, образующие аэрозоль. Настоящее изобретение находит конкретное применение в качестве электрической курительной системы.

Один тип системы, генерирующей аэрозоль, представляет собой электрическую курительную систему. Известные удерживаемые рукой электрические курительные системы обычно содержат устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее батарею, электронную схему управления и электрический нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть заключен внутри части устройства, генерирующего аэрозоль. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать часть для хранения жидкости, в которой хранится жидкий субстрат, образующий аэрозоль, такой как никотиновый раствор. Такие устройства, часто называемые электронными сигаретами, обычно содержат достаточно жидкого субстрата, образующего аэрозоль, чтобы обеспечить количество затяжек, эквивалентное потреблению нескольких обычных сигарет.

При попытке предоставить пользователям электронных сигарет ощущения, которые наиболее точно имитируют ощущения от потребления обычных сигарет, в некоторых устройствах попытались объединить конфигурацию электронной сигареты с субстратом на основе табака для придания табачного вкуса аэрозолю, вдыхаемому пользователем. Однако такие устройства могут быть непрактично больших размеров, и при этом пользователю необходимо будет менять табачный компонент и жидкий компонент в разные моменты времени.

Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, которая уменьшает или устраняет по меньшей мере некоторые из этих проблем в известных устройствах.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж, секцию нагревателя и устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж содержит корпус картриджа, твердый субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в корпусе картриджа, и жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в корпусе картриджа. Секция нагревателя отделена от картриджа и содержит электрический нагреватель. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус устройства, выполненный с возможностью вмещения картриджа, и блок питания для подачи электропитания на электрический нагреватель, при этом блок питания расположен в корпусе устройства.

В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется для описания субстрата, способного выделять летучие соединения, которые способны образовывать аэрозоль. Аэрозоли, генерируемые из субстратов, образующих аэрозоль, систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть видимыми или невидимыми и могут содержать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, находящихся в газообразном состоянии, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.

Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению облегчают одновременную замену твердого субстрата, образующего аэрозоль, и жидкого субстрата, образующего аэрозоль, путем предоставления обоих субстратов в одном картридже. Преимущественно это может упростить пользователю использование системы, генерирующей аэрозоль, по сравнению с известными устройствами, в которых субстрат на основе табака и раствор никотина необходимо заменять или пополнять отдельно.

Обеспечение твердого субстрата, образующего аэрозоль, и жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в одном картридже может упростить пополнение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с известными устройствами, в которых пользователю необходимо заполнять резервуар, образующий часть самого устройства. Упрощение пополнения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может преимущественно способствовать уменьшению количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, предусмотренного в картридже, по сравнению с количеством жидкого субстрата, образующего аэрозоль, предусмотренного в известных устройствах. Преимущественно, согласно настоящему изобретению это может позволить уменьшить системы, генерирующие аэрозоль, по сравнению с известными устройствами.

Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению предусматривают секцию нагревателя, которая отделена от картриджа. Преимущественно это может снизить стоимость и упростить изготовление картриджа по сравнению с известными устройствами, в которых нагреватель и жидкий субстрат, образующий аэрозоль, объединены в одну часть устройства, генерирующего аэрозоль. Преимущественно обеспечение секции нагревателя, которая отделена от картриджа, может облегчать очистку электрического нагревателя, что может облегчать использование секции нагревателя с несколькими картриджами. Секция нагревателя может образовывать часть устройства, генерирующего аэрозоль. Секция нагревателя может быть отделена от устройства, генерирующего аэрозоль, при этом по меньшей мере одно из устройства, генерирующего аэрозоль, и картриджа выполнено с возможностью вмещения секции нагревателя.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для потока воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для потока воздуха. Во время использования воздух протекает через систему, генерирующую аэрозоль, по пути потока от впускного отверстия для потока воздуха до выпускного отверстия для потока воздуха. Воздух протекает по пути потока от расположенного раньше по ходу потока конца пути потока у впускного отверстия для потока воздуха до расположенного дальше по ходу потока конца пути потока у выпускного отверстия для потока воздуха. Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что при использовании твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, расположен по ходу потока жидкого субстрата, генерирующего аэрозоль.

Картридж может содержать пористый материал носителя, при этом на пористом материале носителя предусмотрен жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Преимущественно обеспечение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на пористом материале носителя может снизить риск вытекания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из картриджа.

Пористый материал носителя может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов, которая является проницаемой для жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и позволяет жидкому субстрату, образующему аэрозоль, перемещаться через пористый материал носителя. Предпочтительно материал или комбинация материалов являются инертными по отношению к жидкому субстрату, образующему аэрозоль. Пористый материал носителя может являться или не являться капиллярным материалом. Пористый материал носителя может содержать гидрофильный материал для улучшения распределения и распространения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это может способствовать равномерному образованию аэрозоля. Особо предпочтительный материал или материалы будут зависеть от физических свойств жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Примеры подходящих материалов представляют собой капиллярный материал, например, губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спекшихся порошков, вспененный металлический или пластиковый материал, волокнистый материал, например, выполненный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетатцеллюлозные, полиэфирные, или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Пористый материал носителя может иметь любую подходящую пористость для того, чтобы использоваться с разными физическими свойствами жидкости.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать элемент для перемещения жидкости, выполненный с возможностью перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в направлении электрического нагревателя во время использования. Преимущественно элемент для перемещения жидкости может улучшить контакт между жидким субстратом, образующим аэрозоль, и электрическим нагревателем во время использования.

Элемент для перемещения жидкости может образовывать часть секции нагревателя. В вариантах осуществления, в которых картридж содержит пористый материал носителя, на котором предусмотрен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно секция нагревателя содержит элемент для перемещения жидкости, при этом система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что при использовании элемент для перемещения жидкости контактирует с пористым материалом носителя.

Элемент для перемещения жидкости может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов, которые пригодны для транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль его длины. Элемент для перемещения жидкости может быть образован из пористого материала, но это не является обязательным. Элемент для перемещения жидкости может быть образован из материала, имеющего волокнистую или губчатую структуру. Элемент для перемещения жидкости предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, элемент для перемещения жидкости может содержать множество волокон или нитей или других трубок с тонкими каналами. Элемент для перемещения жидкости может содержать губкообразный или пенообразный материал. Предпочтительно структура элемента для перемещения жидкости образует множество тонких каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может передаваться за счет капиллярного действия. Особо предпочтительный материал или материалы будут зависеть от физических свойств жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна, керамика, стеклянные волокна, стеклокерамические волокна, углеродные волокна, металлические волокна из нержавеющих сталей медицинского назначения, таких как аустенитная нержавеющая сталь 316 и мартенситные нержавеющие стали 440 и 420. Элемент для перемещения жидкости может иметь любую подходящую капиллярность для того, чтобы использоваться с разными физическими свойствами жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые делают возможным перемещение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через элемент для перемещения жидкости. Элемент для перемещения жидкости может быть образован из теплостойкого материала. Элемент для перемещения жидкости может содержать множество волоконных прядей. Множество волоконных прядей, как правило, может быть выровнено вдоль длины элемента для перемещения жидкости.

В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит пористый материал носителя и элемент для перемещения жидкости, пористый материал носителя и элемент для перемещения жидкости могут содержать один и тот же материал. Предпочтительно пористый материал носителя и элемент для перемещения жидкости содержат разные материалы.

Картридж может содержать низкопрочное уплотнение. Преимущественно низкопрочное уплотнение может предотвращать потерю летучих соединений из одного или обоих из твердого субстрата, образующего аэрозоль, и жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Низкопрочное уплотнение может проходить поперек отверстия, образованного корпусом картриджа. Низкопрочное уплотнение может проходить поперек конца картриджа. Низкопрочное уплотнение может быть прикреплено к корпусу картриджа вокруг периферии низкопрочного уплотнения. Низкопрочное уплотнение может быть прикреплено к корпусу картриджа с помощью по меньшей мере одного из клея и сварки, такой как ультразвуковая сварка. Низкопрочное уплотнение предпочтительно образовано из листового материала. Листовой материал может содержать по меньшей мере одно из полимерной пленки и металлической фольги.

Низкопрочное уплотнение может содержать первое низкопрочное уплотнение против потока пористого материала носителя и второе низкопрочное уплотнение по ходу потока пористого материала носителя.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания низкопрочного уплотнения, когда устройство, генерирующее аэрозоль, вмещает картридж. Преимущественно прокалывающий элемент может автоматически прокалывать низкопрочное уплотнение, когда устройство, генерирующее аэрозоль, и секция нагревателя объединены с картриджем. В вариантах осуществления, в которых низкопрочное уплотнение содержит первое и второе низкопрочные уплотнения, предпочтительно прокалывающий элемент выполнен с возможностью прокалывания обоих из первого и второго низкопрочных уплотнений, когда устройство, генерирующее аэрозоль, вмещает картридж.

Секция нагревателя может содержать прокалывающий элемент.

По меньшей мере часть электрического нагревателя может образовывать прокалывающий элемент. Электрический нагреватель может быть в виде нагревательной пластины, выполненной с возможностью прокалывания низкопрочного уплотнения.

Прокалывающий элемент может быть образован отдельно от электрического нагревателя. Прокалывающий элемент может содержать часть в виде полого стержня и прокалывающую часть на конце части в виде полого стержня. Преимущественно часть в виде полого стержня может обеспечивать поток воздуха через часть в виде полого стержня во время использования системы, генерирующей аэрозоль. Прокалывающая часть может содержать отверстие для потока воздуха, проходящее через прокалывающую часть и находящееся в сообщении по текучей среде с внутренним пространством части в виде полого стержня. По меньшей мере часть внутреннего пространства части в виде полого стержня может образовывать проход для потока воздуха, проходящий по меньшей мере частично вдоль части в виде полого стержня.

По меньшей мере часть электрического нагревателя может быть расположена внутри части в виде полого стержня. По меньшей мере часть электрического нагревателя может проходить в поперечном направлении через часть прохода для потока воздуха. Предпочтительно электрический нагреватель и часть в виде полого стержня выполнены таким образом, что во время использования поток воздуха через проход для потока воздуха проходит через часть электрического нагревателя, расположенную внутри части в виде полого стержня.

Первая часть элемента для перемещения жидкости может быть расположена внутри части в виде полого стержня. Первая часть элемента для перемещения жидкости может проходить в поперечном направлении через часть прохода для потока воздуха. Предпочтительно элемент для перемещения жидкости и часть в виде полого стержня выполнены таким образом, что во время использования поток воздуха через проход для потока воздуха проходит через первую часть элемента для перемещения жидкости.

Электрический нагреватель может содержать резистивную нагревательную катушку. Предпочтительно резистивная нагревательная катушка по меньшей мере частично намотана вокруг первой части элемента для перемещения жидкости.

Элемент для перемещения жидкости может проходить через первое отверстие в части в виде полого стержня, при этом вторая часть элемента для перемещения жидкости лежит поверх наружной поверхности части в виде полого стержня. Вторая часть элемента для перемещения жидкости является предпочтительно первым концом элемента для перемещения жидкости. Элемент для перемещения жидкости может проходить через второе отверстие в части в виде полого стержня, при этом третья часть элемента для перемещения жидкости лежит поверх наружной поверхности части в виде полого стержня. Второе отверстие находится предпочтительно напротив первого отверстия. Третья часть элемента для перемещения жидкости является предпочтительно вторым концом элемента для перемещения жидкости. Первая часть элемента для перемещения жидкости является предпочтительно промежуточной частью элемента для перемещения жидкости между второй и третьей частями.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать фиксирующее кольцо, расположенное частично вокруг части в виде полого стержня, при этом по меньшей мере часть второй части элемента для перемещения жидкости расположена между фиксирующим кольцом и частью в виде полого стержня. В тех вариантах осуществления, в которых элемент для перемещения жидкости содержит третью часть, лежащую поверх наружной поверхности части в виде полого стержня, предпочтительно по меньшей мере часть третьей части элемента для перемещения жидкости расположена между фиксирующим кольцом и частью в виде полого стержня.

Пористый материал носителя может иметь кольцевую форму, образующую проход через пористый материал носителя. Если картридж объединен с устройством, генерирующим аэрозоль, проход, образованный через пористый материал носителя, может образовывать часть пути потока через систему, генерирующую аэрозоль, от по меньшей мере одного впускного отверстия для потока воздуха до по меньшей мере одного выпускного отверстия для потока воздуха.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что прокалывающий элемент по меньшей мере частично размещен внутри прохода, когда устройство, генерирующее аэрозоль, вмещает картридж. Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что вторая часть элемента для перемещения жидкости контактирует с внутренней поверхностью пористого материала носителя, когда прокалывающая часть по меньшей мере частично размещена внутри прохода. В вариантах осуществления, в которых элемент для перемещения жидкости содержит третью часть, предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что третья часть элемента для перемещения жидкости контактирует с внутренней поверхностью пористого материала носителя, когда прокалывающая часть по меньшей мере частично размещена внутри прохода.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что, когда прокалывающая часть по меньшей мере частично размещена внутри прохода, расположенный дальше по ходу потока конец прохода для потока воздуха, образованный частью в виде полого стержня, находится в сообщении по текучей среде с твердым субстратом, образующим аэрозоль. В вариантах осуществления, в которых часть в виде полого стержня содержит отверстие для потока воздуха, расположенный дальше по ходу потока конец прохода для потока воздуха может находиться в сообщении по текучей среде с твердым субстратом, образующим аэрозоль, посредством отверстия для потока воздуха.

Предпочтительно по меньшей мере одно впускное отверстие для потока воздуха находится в сообщении по текучей среде с расположенным раньше по ходу потока концом прохода для потока воздуха, образованным частью в виде полого стержня.

Предпочтительно твердый субстрат, образующий аэрозоль, находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним выпускным отверстием для потока воздуха.

Предпочтительно прокалывающая часть является конической и имеет максимальный диаметр на первом конце прокалывающей части, смежном с частью в виде полого стержня. Предпочтительно прокалывающая часть имеет минимальный диаметр на втором конце прокалывающей части. Второй конец прокалывающей части выполнен с возможностью прокалывания низкопрочного уплотнения картриджа.

Предпочтительно часть в виде полого стержня имеет первый диаметр, смежный с первым концом прокалывающей части, при этом первый диаметр части в виде полого стержня меньше максимального диаметра прокалывающей части. В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит элемент для перемещения жидкости, у которого вторая часть лежит поверх наружной поверхности части в виде полого стержня, предпочтительно максимальная толщина второй части элемента для перемещения жидкости равна разнице между максимальным диаметром и первым диаметром или меньше нее. В вариантах осуществления, в которых элемент для перемещения жидкости содержит третью часть, лежащую поверх наружной поверхности части в виде полого стержня, предпочтительно максимальная комбинированная толщина второй и третьей частей элемента для перемещения жидкости равна разнице между максимальным диаметром и первым диаметром или меньше нее. Преимущественно такие компоновки могут снизить напряжение на элемент для перемещения жидкости, когда картридж объединен с устройством, генерирующим аэрозоль, в частности, в вариантах осуществления, в которых прокалывающий элемент размещен внутри прохода, проходящего через пористый материал носителя.

Картридж может содержать канал для потока воздуха, расположенный между пористым материалом носителя и корпусом картриджа. Предпочтительно расположенный дальше по ходу потока конец канала для потока воздуха находится в сообщении по текучей среде с твердым субстратом, образующим аэрозоль. Канал для потока воздуха может дополнительно или альтернативно представлять собой проход, проходящий через пористый материал носителя.

В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит прокалывающий элемент, имеющий часть в виде полого стержня, внутреннее пространство части в виде полого стержня может находиться в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним впускным отверстием для потока воздуха. Часть в виде полого стержня может иметь по меньшей мере одно отверстие для обеспечения сообщения по текучей среде между внутренним пространством части в виде полого стержня и расположенным раньше по ходу потока концом канала для потока воздуха, расположенного между пористым материалом носителя и корпусом картриджа.

Картридж может содержать съемное уплотнение, лежащее поверх расположенного раньше по ходу потока конца пористого материала носителя. Съемное уплотнение может быть прикреплено к корпусу картриджа вокруг периферии съемного уплотнения. Съемное уплотнение может быть прикреплено к корпусу картриджа с помощью по меньшей мере одного из клея и сварки, такой как ультразвуковая сварка. Съемное уплотнение предпочтительно образовано из листового материала. Листовой материал может содержать по меньшей мере одно из полимерной пленки и металлической фольги. Съемное уплотнение может быть выполнено с возможностью извлечения из картриджа пользователем до объединения картриджа с устройством, генерирующим аэрозоль. Съемное уплотнение может содержать вытягиваемый язычок для облегчения извлечения уплотнения.

В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит элемент для перемещения жидкости, элемент для перемещения жидкости может содержать расположенную дальше по ходу потока часть, выполненную с возможностью контакта с пористым материалом носителя при использовании, и расположенную раньше по ходу потока часть в контакте с электрическим нагревателем.

Электрический нагреватель может содержать резистивную нагревательную катушку. Резистивная нагревательная катушка может быть по меньшей мере частично намотана вокруг расположенной раньше по ходу потока части элемента для перемещения жидкости. Секция нагревателя может содержать опору нагревателя, при этом резистивная нагревательная катушка по меньшей мере частично намотана вокруг опоры нагревателя.

Электрический нагреватель может содержать резистивную нагревательную сетку. Резистивная нагревательная сетка может лежать поверх расположенной раньше по ходу потока части элемента для перемещения жидкости.

Резистивная нагревательная сетка может содержать множество электрически проводящих нитей. Электрически проводящие нити могут быть по существу плоскими. В контексте данного документа термин «по существу плоский» означает образованный в одной плоскости и не обернутый вокруг чего–либо или иным образом не приспособленный для соответствия криволинейной или другой неплоской форме. Плоская нагревательная сетка может быть легко обработана во время изготовления и предусмотрена для прочной конструкции.

Электрически проводящие нити могут образовывать промежутки между нитями, и эти промежутки могут иметь ширину от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в промежутках, так что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между нагревателем в сборе и жидкостью.

Электрически проводящие нити могут образовывать сетку размером от приблизительно 160 меш по стандарту США до приблизительно 600 меш по стандарту США (+/– 10%) (то есть от приблизительно 160 до приблизительно 600 нитей на дюйм (+/– 10%)). Ширина промежутков предпочтительно составляет от приблизительно 75 микрометров до приблизительно 25 микрометров. Процентное соотношение открытой площади сетки, которое является отношением площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от приблизительно 25 процентов до приблизительно 56 процентов. Сетка может быть образована с использованием разных типов плетеных или решетчатых структур. Электрически проводящие нити могут представлять собой матрицу нитей, расположенных параллельно друг другу.

Электрически проводящие нити могут иметь диаметр от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 100 микрометров, предпочтительно от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 50 микрометров, и более предпочтительно от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 39 микрометров.

Резистивная нагревательная сетка может покрывать площадь, меньшую или равную приблизительно 25 квадратным миллиметрам. Резистивная нагревательная сетка может быть прямоугольной. Резистивная нагревательная сетка может быть квадратной. Резистивная нагревательная сетка может иметь размеры от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 2 миллиметров.

Электрически проводящие нити могут содержать любой подходящий электрически проводящий материал. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель–, кобальт–, хром–, алюминий–, титан–, цирконий–, гафний–, ниобий–, молибден–, тантал–, вольфрам–, олово–, галлий–, марганец– и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании Titanium Metals Corporation. Нити могут быть покрыты одним или более изоляторами. Предпочтительными материалами для электрически проводящих нитей являются нержавеющие стали марок 304, 316, 304L и 316L и графит.

Электрическое сопротивление резистивной нагревательной сетки составляет предпочтительно от приблизительно 0,3 до приблизительно 4 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление сетки составляет от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 Ом, и более предпочтительно приблизительно 1 Ом.

В вариантах осуществления, в которых электрический нагреватель содержит резистивную нагревательную катушку, шаг витков катушки составляет предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра, и наиболее предпочтительно приблизительно 1,5 миллиметра. Шаг витков катушки – это расстояние между смежными витками катушки. Катушка может содержать меньше шести витков, и предпочтительно она имеет меньше пяти витков. Катушка может быть образована из электрически резистивной проволоки диаметром от приблизительно 0,10 миллиметра до приблизительно 0,15 миллиметра, предпочтительно приблизительно 0,125 миллиметра. Электрически резистивная проволока предпочтительно изготовлена из нержавеющей стали 904 или 301. Примеры других подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры других подходящих сплавов металлов включают константан, никель–, кобальт–, хром–, алюминий–, титан–, цирконий–, гафний–, ниобий–, молибден–, тантал–, вольфрам–, олово–, галлий–, марганец– и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Резистивная нагревательная катушка может также содержать металлическую фольгу, такую как алюминиевая фольга, которая выполнена в виде ленты.

Корпус картриджа является предпочтительно трубчатым и содержит расположенный раньше по ходу потока конец и расположенный дальше по ходу потока конец. Предпочтительно твердый субстрат, образующий аэрозоль, расположен в расположенном дальше по ходу потока конце. Предпочтительно пористый материал носителя расположен в расположенном раньше по ходу потока конце.

Пористый материал носителя может быть расположен непосредственно внутри корпуса картриджа. Предпочтительно пористый материал носителя удерживается внутри корпуса картриджа посредством посадки с натягом.

Пористый материал носителя может быть расположен в корпусе для хранения жидкости, при этом корпус для хранения жидкости расположен в корпусе картриджа. Предпочтительно корпус для хранения жидкости удерживается внутри корпуса картриджа посредством посадки с натягом.

Наружная поверхность корпуса для хранения жидкости может быть выполнена в форме, по существу предотвращающей поток воздуха между корпусом картриджа и корпусом для хранения жидкости, когда корпус для хранения жидкости размещен внутри корпуса картриджа.

Наружная поверхность корпуса для хранения жидкости может быть выполнена в форме, образующей канал для потока воздуха между корпусом картриджа и корпусом для хранения жидкости, когда корпус для хранения жидкости размещен внутри корпуса картриджа. Наружная поверхность корпуса для хранения жидкости может содержать канавку для определения канала для потока воздуха, когда корпус для хранения жидкости размещен внутри корпуса картриджа.

Корпус для хранения жидкости может быть трубчатым. Трубчатый корпус для хранения жидкости может иметь открытый расположенный раньше по ходу потока конец и открытый расположенный дальше по ходу потока конец. В вариантах осуществления, в которых картридж содержит первое и второе низкопрочные уплотнения, первое низкопрочное уплотнение может проходить поперек расположенного раньше по ходу потока конца корпуса для хранения жидкости, а второе низкопрочное уплотнение может проходить поперек расположенного дальше по ходу потока конца корпуса для хранения жидкости. Пористый материал носителя расположен между первым и вторым низкопрочными уплотнениями. Предпочтительно первое и второе низкопрочные уплотнения прикреплены к корпусу для хранения жидкости вместо корпуса картриджа.

Трубчатый корпус для хранения жидкости может иметь открытый расположенный раньше по ходу потока конец и закрытый расположенный дальше по ходу потока конец. В вариантах осуществления, в которых картридж содержит низкопрочное уплотнение, низкопрочное уплотнение может проходить поперек расположенного раньше по ходу потока конца корпуса для хранения жидкости. Пористый материал носителя расположен между низкопрочным уплотнением и закрытым концом. Предпочтительно низкопрочное уплотнение прикреплено к корпусу для хранения жидкости вместо корпуса картриджа. В вариантах осуществления, в которых картридж содержит съемное уплотнение, съемное уплотнение может проходить поперек расположенного раньше по ходу потока конца корпуса для хранения жидкости. Пористый материал носителя расположен между съемным уплотнением и закрытым концом. Предпочтительно съемное уплотнение прикреплено к корпусу для хранения жидкости вместо корпуса картриджа.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть удержан в корпусе картриджа посредством посадки с натягом.

Картридж может содержать фильтр, расположенный по ходу потока твердого субстрата, образующего аэрозоль. Фильтр может содержать заглушку фильтрующего материала, расположенную в расположенном дальше по ходу потока конце корпуса картриджа. Заглушка фильтрующего материала может быть удержана в корпусе картриджа посредством посадки с натягом. Фильтр может содержать листовой материал, проходящий поперек расположенного по ходу потока отверстия корпуса картриджа. Листовой материал может содержать сетку. Листовой материал может быть прикреплен к корпусу картриджа с помощью по меньшей мере одного из клея и сварки, такой как ультразвуковая сварка. Фильтр может удерживать твердый субстрат, образующий аэрозоль, в корпусе картриджа.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать мундштук. В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для потока воздуха, предпочтительно мундштук содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для потока воздуха. Мундштук может образовывать часть картриджа. Мундштук может образовывать часть устройства, генерирующего аэрозоль. Мундштук может быт образован отдельно от картриджа и устройства, генерирующего аэрозоль, при этом по меньшей мере одно из картриджа и устройства, генерирующего аэрозоль, выполнено с возможностью вмещения мундштука.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий депротонированный никотин. Депротонирование никотина в табаке может преимущественно увеличить летучесть никотина. Никотин можно депротонировать, подвергая табак подщелачивающей обработке.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал и материал, не содержащий табака.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В контексте данного документа термин «вещество для образования аэрозоля» используется для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно–, ди– или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно–, ди– или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.

Предпочтительные вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно вещество для образования аэрозоля. Альтернативно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать комбинацию из двух или более веществ для образования аэрозоля.

Содержание вещества для образования аэрозоля в твердом субстрате, образующем аэрозоль, может составлять более чем 5 процентов в пересчете на сухой вес.

Содержание вещества для образования аэрозоля в твердом субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес.

Содержание вещества для образования аэрозоля в твердом субстрате, образующем аэрозоль, может составлять приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из жидкости при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит вещество для образования аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля включают многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и глицерин.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может не содержать никотин. В таких вариантах осуществления испаренный жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может втягиваться через твердый субстрат, образующий аэрозоль, во время использования для выделения одного или более летучих соединений из твердого субстрата, образующего аэрозоль. Испаренный жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может выделять никотин из твердого субстрата, образующего аэрозоль. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табакосодержащий депротонированный никотин, может частично подходить для вариантов осуществления, в которых жидкий субстрат, образующий аэрозоль, не содержит никотин.

Блок питания может содержать батарею. Например, блок питания может представлять собой никель–металлогидридную батарею, никель–кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий–кобальтовую, литий–железо–фосфатную или литий–полимерную батарею. Альтернативно блок питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, которая обеспечивает возможность хранения достаточного количества энергии для применения устройства, генерирующего аэрозоль, с более чем одним картриджем.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит контроллер для управления подачей электропитания от блока питания на электрический нагреватель.

Настоящее изобретение далее описано исключительно на примерах со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан вид в перспективе системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, при этом картридж отделен от устройства, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 2 показан вид в перспективе системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1, при этом картридж вставлен в устройство, генерирующее аэрозоль;

на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1, при этом картридж отделен от устройства, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 4 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1, при этом картридж вставлен в устройство, генерирующее аэрозоль;

на фиг. 5 показан покомпонентный вид картриджа системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 1;

на фиг. 6 показан покомпонентный вид части картриджа по фиг. 5 для отображения пористого материала носителя и жидкого субстрата, образующего аэрозоль;

на фиг. 7 показан вид в поперечном сечении секции нагревателя системы, генерирующей аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 показана секция нагревателя по фиг. 7, вставленная в пористый материал носителя;

на фиг. 9 показан вид в поперечном сечении секции нагревателя системы, генерирующей аэрозоль, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 10 показан вид в перспективе картриджа системы, генерирующей аэрозоль, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 11 показан картридж по фиг. 10 с извлеченным низкопрочным уплотнением, чтобы продемонстрировать пористый материал носителя;

на фиг. 12 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж по фиг. 10, и при этом картридж отделен от устройства, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 13 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 12, при этом картридж вставлен в устройство, генерирующее аэрозоль;

на фиг. 14 показан вид в перспективе картриджа системы, генерирующей аэрозоль, согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 15 показан картридж по фиг. 10 с извлеченным съемным уплотнением;

на фиг. 16 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж по фиг. 14, и при этом картридж отделен от устройства, генерирующего аэрозоль;

на фиг. 17 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 16, при этом картридж вставлен в устройство, генерирующее аэрозоль;

на фиг. 18 показан первый вид в перспективе картриджа и секции нагревателя системы, генерирующей аэрозоль, согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 19 показан второй вид в перспективе картриджа и секции нагревателя по фиг. 18;

на фиг. 20 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж и секцию нагревателя по фиг. 18, и при этом картридж отделен от устройства, генерирующего аэрозоль; и

на фиг. 21 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 20, при этом картридж вставлен в устройство, генерирующее аэрозоль.

На фиг. 1 и 2 показана система 10, генерирующая аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Система 10, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 12, генерирующее аэрозоль, и картридж 14. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 16 устройства, образующий полость 18 для вмещения расположенного раньше по ходу потока конца картриджа 14. На фиг. 1 показан картридж 14 отдельно от устройства 12, генерирующего аэрозоль, а на фиг. 2 показан картридж 14, размещенный внутри полости 18 устройства 12, генерирующего аэрозоль.

На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении системы 10, генерирующей аэрозоль. Устройство 12, генерирующее аэрозоль, содержит впускное отверстие 20 для потока воздуха, расположенное на расположенном раньше по ходу потока конце корпуса 16 устройства. Блок 22 питания и контроллер 24 расположены в расположенном раньше по ходу потока конце корпуса 16 устройства.

Система 10, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит секцию 26 нагревателя. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, секция 26 нагревателя образует часть устройства 12, генерирующего аэрозоль. Однако секция 26 нагревателя может быть предусмотрена отдельно и выполнена с возможностью соединения с устройством 26, генерирующим аэрозоль.

Секция 26 нагревателя расположена на расположенном раньше по ходу потока конце полости 18 и содержит электрический нагреватель 28 в виде резистивной нагревательной катушки. Во время использования контроллер 24 управляет подачей электропитания от блока 22 питания на электрический нагреватель 28. Секция 26 нагревателя дополнительно содержит элемент 30 для перемещения жидкости в виде капиллярного фитиля, резистивную нагревательную катушку, намотанную вокруг первой части элемента 30 для перемещения жидкости.

Электрический нагреватель 28 и элемент 30 для перемещения жидкости поддерживаются прокалывающим элементом, проходящим от расположенного раньше по ходу потока конца стенки полости 18. Прокалывающий элемент содержит часть 32 в виде полого стержня и прокалывающую часть 34. Электрический нагреватель 28 и первая часть элемента 30 для перемещения жидкости расположены в проходе для потока воздуха, образованном внутри части 32 в виде полого стержня. Вторая и третья части элемента 30 для перемещения жидкости проходят через отверстия в части 32 в виде полого стержня, при этом вторая и третья части согнуты под углом 90 градусов, так что они лежат поверх наружной поверхности части 32 в виде полого стержня.

Картридж 14 содержит корпус 36 картриджа, а также твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, и жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, оба расположенные в корпусе 36 картриджа. На фиг. 5 показан покомпонентный вид картриджа 14.

Твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, содержит заглушку из табака, расположенную в расположенном дальше по ходу потока конце корпуса 36 картриджа. Сетчатый фильтр 42 прикреплен к расположенному дальше по ходу потока концу корпуса 36 картриджа для удержания заглушки из табака внутри корпуса 36 картриджа.

Жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, содержится внутри блока 44 для хранения жидкости, расположенного в расположенном раньше по ходу потока конце корпуса 36 картриджа. Блок 44 для хранения жидкости показан более детально на дополнительном покомпонентном виде на фиг. 6.

Блок 44 для хранения жидкости содержит трубчатый корпус 46 для хранения жидкости, который удерживается внутри расположенного раньше по ходу потока конца корпуса 36 картриджа посредством посадки с натягом. Первое низкопрочное уплотнение 48 проходит поперек и прикреплено к расположенному раньше по ходу потока концу трубчатого корпуса 46 для хранения жидкости, а второе низкопрочное уплотнение 50 проходит поперек и прикреплено к расположенному дальше по ходу потока концу трубчатого корпуса 46 для хранения жидкости. Пористый материал 52 носителя расположен в трубчатом корпусе 46 для хранения жидкости между первым и вторым низкопрочными уплотнениями 48, 50, и жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, сорбируется в пористый материал 52 носителя. Пористый материал 52 носителя имеет кольцевую форму и образует проход 54 через пористый материал 52 носителя, при этом проход 54 проходит между первым и вторым низкопрочными уплотнениями 48, 50.

Расположенный дальше по ходу потока конец корпуса 36 картриджа образует мундштук 56, при этом мундштук 56 определяет выпускное отверстие 58 для потока воздуха системы 10, генерирующей аэрозоль.

На фиг. 4 показан вид в поперечном сечении системы 10, генерирующей аэрозоль, после вставки картриджа 14 в полость 18 устройства 12, генерирующего аэрозоль. Когда картридж 14 вставлен в полость 18, прокалывающая часть 34 прокалывающего элемента прокалывает первое и второе низкопрочные уплотнения 48, 50. Секция 26 нагревателя размещена внутри прохода 54, образованного через пористый материал 52 носителя так, что вторая и третья части элемента 30 для перемещения жидкости контактируют с внутренней поверхностью пористого материала 52 носителя. Жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, попадает на электрический нагреватель 28 через элемент 30 для перемещения жидкости за счет капиллярных сил, где он испаряется для вдыхания пользователем. Когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 56, воздух втягивается в систему 10, генерирующую аэрозоль, через впускное отверстие 20 для потока воздуха, через устройство 12, генерирующее аэрозоль, через часть 32 в виде полого стержня, где пар жидкого субстрата, образующего аэрозоль, увлекается в поток воздуха через твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, где дополнительные летучие соединения увлекаются в поток воздуха, и выходит через выпускное отверстие 58 для потока воздуха.

На фиг. 7 показана альтернативная компоновка секции 126 нагревателя согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Секция 126 нагревателя имеет аналогичную с секцией 26 нагревателя конструкцию, описанную со ссылкой на фиг. 3, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.

Секция 126 нагревателя отличается от секции 26 нагревателя максимальным диаметром прокалывающей части 134. В частности, максимальный диаметр прокалывающей части 134 немного больше комбинированного диаметра части 32 в виде полого стержня и второй и третьей частей 131, 133 элемента 30 для перемещения жидкости. Следовательно, более широкая прокалывающая часть 134 секции 126 нагревателя может снижать риск повреждения элемента 30 для перемещения жидкости, когда секция 126 нагревателя вставлена в проход 54, образованный через пористый материал 52 носителя, и извлечена из него, как показано на фиг. 8.

На фиг. 9 показана альтернативная компоновка секции 226 нагревателя согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Секция 226 нагревателя имеет аналогичную с секцией 226 нагревателя конструкцию, описанную со ссылкой на фиг. 7, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.

Секция 226 нагревателя отличается от секции 126 нагревателя добавлением фиксирующего кольца 235, расположенного вокруг расположенного раньше по ходу потока конца части 32 в виде полого стержня. Концы второй и третьей частей 131, 133 элемента 30 для транспортировки жидкости закреплены между фиксирующим кольцом 235 и частью 32 в виде полого стержня для удержания элемента 30 для транспортировки жидкости в правильном положении во время вставки секции 226 нагревателя в проход 54, образованный через пористый материал 52 носителя, и извлечения из него.

На фиг. 10 и 11 показана альтернативная компоновка картриджа 314 согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Конструкция картриджа 314 аналогична конструкции картриджа 14, описанного со ссылкой на фиг. 1–6, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.

Картридж 314 содержит корпус 36 картриджа, твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, и сетчатый фильтр 42, как описано ранее. Картридж 314 отличается по конструкции от блока 344 для хранения жидкости.

Блок 344 для хранения жидкости содержит трубчатый корпус 346 для хранения жидкости, который открыт на своем расположенном раньше по ходу потока конце и закрыт на своем расположенном дальше по ходу потока конце. Корпус 346 для хранения жидкости имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем корпус 36 картриджа, для образования прохода 345 для потока воздуха между корпусом 346 для хранения жидкости и корпусом 36 картриджа.

Первое низкопрочное уплотнение 48 проходит поперек и прикреплено к расположенному раньше по ходу потока концу трубчатого корпуса 346 для хранения жидкости, и пористый материал 52 носителя, содержащий жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, расположен в трубчатом корпусе 346 для хранения жидкости между первым низкопрочным уплотнением 48 и расположенным дальше по ходу потока концом трубчатого корпуса 346 для хранения жидкости. Как описано в данном документе, пористый материал 52 носителя имеет кольцевую форму и образует проход 54 через пористый материал 52 носителя. Для иллюстрации пористого материала 52 носителя на фиг. 11 показан картридж 314 с извлеченным первым низкопрочным уплотнением 48.

На фиг. 12 показана система 300, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж 314 по фиг. 10 и 11 в сочетании с устройством 312, генерирующим аэрозоль. Устройство 312, генерирующее аэрозоль, является таким же, как и устройство 12, генерирующее аэрозоль, описанное со ссылкой на фиг. 1–4, за исключением добавления одного или более отверстий 331 для потока воздуха на расположенном раньше по ходу потока конце части 32 в виде полого стержня.

На фиг. 13 показан вид в поперечном сечении системы 300, генерирующей аэрозоль, после вставки картриджа 314 в полость 18 устройства 312, генерирующего аэрозоль. Когда картридж 314 вставлен в полость 18, прокалывающая часть 34 прокалывающего элемента прокалывает первое низкопрочное уплотнение 48. Секция 26 нагревателя размещена внутри прохода 54, образованного через пористый материал 52 носителя так, что вторая и третья части элемента 30 для перемещения жидкости контактируют с внутренней поверхностью пористого материала 52 носителя. Жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, попадает на электрический нагреватель 28 через элемент 30 для перемещения жидкости за счет капиллярных сил, где он испаряется для вдыхания пользователем. Когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 56, воздух втягивается в систему 300, генерирующую аэрозоль, через впускное отверстие 20 для потока воздуха, через устройство 312, генерирующее аэрозоль, в часть 32 в виде полого стержня, где пар жидкого субстрата, образующего аэрозоль, увлекается в поток воздуха через отверстия 331 для потока воздуха и через проход 345 для потока воздуха в картридже 314, через твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, где дополнительные летучие соединения увлекаются в поток воздуха, и выходит через выпускное отверстие 58 для потока воздуха.

На фиг. 14 и 15 показана альтернативная компоновка картриджа 414 согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. Конструкция картриджа 414 аналогична конструкции картриджа 314, описанного со ссылкой на фиг. 10 и 11, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.

Картридж 414 содержит корпус 36 картриджа, твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, сетчатый фильтр 42 и трубчатый корпус 346 для хранения жидкости, как описано ранее. Картридж 414 отличается от картриджа 314 оставшейся конструкцией блока 444 для хранения жидкости. В частности, пористый материал 452 носителя, на котором размещен жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, представляет собой твердую заглушку из материала и не содержит проход, проходящий через пористый материал 452 носителя. В этом варианте осуществления съемное уплотнение 448, вместо низкопрочного уплотнения, проходит поперек расположенного раньше по ходу потока конца корпуса 346 для хранения жидкости.

На фиг. 16 показана система 400, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж 414 по фиг. 14 и 15 в сочетании с устройством 412, генерирующим аэрозоль. Устройство 412, генерирующее аэрозоль, подобно устройству 12, генерирующему аэрозоль, описанному со ссылкой на фиг. 1–4, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.

Устройство 412, генерирующее аэрозоль, отличается от устройства 12, генерирующего аэрозоль, конструкцией секции 426 нагревателя. В этом варианте осуществления секция 426 нагревателя не содержит прокалывающий элемент. Секция 426 нагревателя содержит жесткий опорный элемент 427, на котором предусмотрен электрический нагреватель 28. Жесткий опорный элемент 427 предпочтительно содержит теплостойкий материал, такой как керамика.

Секция 426 нагревателя содержит элемент 430 для транспортировки жидкости, имеющий расположенную раньше по ходу потока часть 431, обернутую вокруг электрического нагревателя 28 и жесткого опорного элемента 427, и расположенную дальше по ходу потока часть 433, выполненную с возможностью зацепления с пористым опорным элементом 452 картриджа 414 сразу после извлечения съемного уплотнения 448.

На фиг. 17 показан вид в поперечном сечении системы 400, генерирующей аэрозоль, после объединения картриджа 414 с устройством 412, генерирующим аэрозоль. Когда картридж 414 объединен с устройством 412, генерирующим аэрозоль, расположенная дальше по ходу потока часть 433 элемента 430 для перемещения жидкости контактирует с расположенной раньше по ходу потока поверхностью пористого материала 452 носителя. Жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, попадает на электрический нагреватель 28 через элемент 430 для перемещения жидкости за счет капиллярных сил, где он испаряется для вдыхания пользователем. Когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 56, воздух втягивается в систему 400, генерирующую аэрозоль, через впускное отверстие 20 для потока воздуха, через устройство 412, генерирующее аэрозоль, через электрический нагреватель 28 и через элемент 430 для транспортировки жидкости, где пар жидкого субстрата, образующего аэрозоль, увлекается в поток воздуха через проход 345 для потока воздуха в картридже 414, через твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, где дополнительные летучие соединения увлекаются в поток воздуха, и выходит через выпускное отверстие 58 для потока воздуха.

На фиг. 18 и 19 показана альтернативная компоновка картриджа 514 и секции 526 нагревателя согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 514 идентичен картриджу 414, описанному со ссылкой на фиг. 14 и 15, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей. Картридж 514 может или не может содержать съемное уплотнение, проходящее поперек расположенного раньше по ходу потока конца трубчатого корпуса 346 для хранения жидкости.

Секция 526 нагревателя содержит трубчатый опорный элемент 527, электрический нагреватель 528 в виде резистивного сетчатого нагревателя, проходящего поперек расположенного раньше по ходу потока конца трубчатого опорного элемента 527, и элемент 530 для транспортировки жидкости, проходящий поперек расположенного дальше по ходу потока конца трубчатого опорного элемента 527. Электрические контакты 529 обеспечивают электрическое соединение резистивного сетчатого нагревателя с блоком питания устройства, генерирующего аэрозоль.

На фиг. 20 показана система 500, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж 514 по фиг. 18 и 19 в сочетании с устройством 512, генерирующим аэрозоль. Устройство 412, генерирующее аэрозоль, подобно устройству 12, генерирующему аэрозоль, описанному со ссылкой на фиг. 1–4, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей. Вместо секции нагревателя устройство 512, генерирующее аэрозоль, содержит электрические контакты, расположенные на расположенном раньше по ходу потока конце полости 18 для соединения с электрическими контактами 529 секции 526 нагревателя, когда секция 526 нагревателя и картридж 514 размещены внутри полости 18.

На фиг. 21 показан вид в поперечном сечении системы 500, генерирующей аэрозоль, после объединения картриджа 514 и секции 526 нагревателя с устройством 512, генерирующим аэрозоль. Когда картридж 514 объединен с секцией 526 нагревателя и устройством 512, генерирующим аэрозоль, расположенный дальше по ходу потока конец элемента 530 для перемещения жидкости контактирует с расположенной раньше по ходу потока поверхностью пористого материала 452 носителя. Жидкий субстрат 40, образующий аэрозоль, попадает на электрический нагреватель 528 через элемент 530 для перемещения жидкости за счет капиллярных сил, где он испаряется для вдыхания пользователем. Когда пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 56, воздух втягивается в систему 500, генерирующую аэрозоль, через впускное отверстие 20 для потока воздуха, через устройство 512, генерирующее аэрозоль, через электрический нагреватель 528, где пар жидкого субстрата, образующего аэрозоль, увлекается в поток воздуха через проход 345 для потока воздуха в картридже 514, через твердый субстрат 38, образующий аэрозоль, где дополнительные летучие соединения увлекаются в поток воздуха, и выходит через выпускное отверстие 58 для потока воздуха.

Изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит картридж, твердый субстрат, образующий аэрозоль, расположенный внутри корпуса картриджа, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный внутри корпуса картриджа, пористый материал носителя, на котором предусмотрен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, канал для потока воздуха, расположенный между пористым материалом носителя и корпусом картриджа, расположенный дальше по ходу потока конец канала для потока воздуха находится в сообщении по текучей среде с твердым субстратом, образующим аэрозоль, секцию нагревателя, отделенную от картриджа, содержащую электрический нагреватель, устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее корпус устройства, выполненный с возможностью вмещения картриджа, и блок питания для подачи электропитания на электрический нагреватель, расположенный в корпусе устройства. Обеспечивается канал для прохода потока воздуха мимо пористого материала носителя, не используя отверстия пористого материала носителя. Увеличивается способность пористого материала носителя для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Обеспечивается увеличение области контакта между пористым материалом носителя и жидким субстратом, образующим аэрозоль. Увеличивается доставка формирующего аэрозоль субстрата для пористого материала носителя. 12 з.п. ф-лы и 21 ил.

1. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

картридж, содержащий:

корпус картриджа;

твердый субстрат, образующий аэрозоль, расположенный внутри корпуса картриджа;

жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный внутри корпуса картриджа;

пористый материал носителя, при этом на пористом материале носителя предусмотрен жидкий субстрат, образующий аэрозоль; и

канал для потока воздуха, расположенный между пористым материалом носителя и корпусом картриджа, при этом расположенный дальше по ходу потока конец канала для потока воздуха находится в сообщении по текучей среде с твердым субстратом, образующим аэрозоль;

секцию нагревателя, отделенную от картриджа, при этом секция нагревателя содержит электрический нагреватель; и

устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее корпус устройства, выполненный с возможностью вмещения картриджа, и блок питания для подачи электропитания на электрический нагреватель, при этом блок питания расположен в корпусе устройства.

2. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1, отличающаяся тем, что секция нагревателя дополнительно содержит элемент для перемещения жидкости, и при этом система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что при использовании элемент для перемещения жидкости контактирует с пористым материалом носителя.

3. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что картридж дополнительно содержит низкопрочное уплотнение, и при этом секция нагревателя дополнительно содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания низкопрочного уплотнения, когда устройство, генерирующее аэрозоль, вмещает картридж.

4. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 3, отличающаяся тем, что прокалывающий элемент содержит часть в виде полого стержня и прокалывающую часть на конце части в виде полого стержня, и при этом по меньшей мере часть электрического нагревателя расположена внутри части в виде полого стержня.

5. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 2–4, отличающаяся тем, что первая часть элемента для перемещения жидкости расположена внутри части в виде полого стержня, и при этом электрический нагреватель содержит резистивную нагревательную катушку, по меньшей мере частично намотанную вокруг первой части элемента для перемещения жидкости.

6. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 5, отличающаяся тем, что элемент для перемещения жидкости проходит через отверстие в части в виде полого стержня, и при этом вторая часть элемента для перемещения жидкости расположена поверх наружной поверхности части в виде полого стержня.

7. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 6, отличающаяся тем, что пористый материал носителя имеет кольцевую форму, образующую проход через пористый материал носителя, при этом система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что прокалывающий элемент по меньшей мере частично размещен внутри прохода, когда устройство, генерирующее аэрозоль, вмещает картридж, при этом система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что вторая часть элемента для перемещения жидкости контактирует с внутренней поверхностью пористого материала носителя, когда прокалывающая часть по меньшей мере частично размещена внутри прохода.

8. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что прокалывающая часть является конической и имеет максимальный диаметр на первом конце прокалывающей части, при этом часть в виде полого стержня имеет первый диаметр, смежный с первым концом прокалывающей части, и при этом первый диаметр части в виде полого стержня меньше максимального диаметра прокалывающей части.

9. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 8, отличающаяся тем, что максимальная толщина второй части элемента для перемещения жидкости равна разнице между максимальным диаметром и первым диаметром или меньше нее.

10. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 6–9, отличающаяся тем, что секция нагревателя дополнительно содержит фиксирующее кольцо, расположенное частично вокруг части в виде полого стержня, при этом по меньшей мере часть второй части элемента для перемещения жидкости расположена между фиксирующим кольцом и частью в виде полого стержня.

11. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что картридж содержит съемное уплотнение, установленное поверх расположенного раньше по ходу потока конца пористого материала носителя.

12. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что элемент для перемещения жидкости содержит расположенную дальше по ходу потока часть, выполненную с возможностью контакта с пористым материалом носителя при использовании, и при этом элемент для перемещения жидкости содержит расположенную раньше по ходу потока часть в контакте с электрическим нагревателем.

13. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что электрический нагреватель содержит резистивную нагревательную сетку.