СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩАЯ НАРУЖНЫЙ КАРТРИДЖ Российский патент 2021 года по МПК A24F47/00 A61M15/06 

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и картридж, выполненный с возможностью размещения на устройстве, генерирующем аэрозоль. Настоящее изобретение находит особое применение в качестве электрической курительной системы.

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

В попытке обеспечить пользователей электронной сигареты ощущениями, которые наиболее точно имитируют ощущения от использования обычной сигареты, в некоторых устройствах попытались объединить конфигурацию электронной сигареты с субстратом на основе табака для придания табачного вкуса аэрозолю, вдыхаемому пользователем. Однако для вмещения субстрата на основе табака такие устройства, как правило, значительно больше, чем традиционные электронные сигареты.

Целесообразно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, содержащую множество субстратов, образующих аэрозоль, которая уменьшает или устраняет по меньшей мере некоторые из этих проблем в известных устройствах.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается система, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж и устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, картриджа, при этом картридж имеет кольцевую форму. Устройство, генерирующее аэрозоль, имеет первый конец, второй конец и длину, проходящую между первым концом и вторым концом. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит секцию для хранения жидкости, содержащую жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в части для хранения жидкости, и первый электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, расположенного в секции для хранения жидкости, во время использования системы, генерирующей аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит секцию блока питания, содержащую блок питания и контроллер для управления подачей электропитания от блока питания на первый электрический нагреватель. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит впускное отверстие для воздуха устройства, расположенное между первым концом и вторым концом устройства, и выпускное отверстие для воздуха устройства, расположенное на втором конце устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью размещения картриджа на устройстве, генерирующем аэрозоль, так что картридж по меньшей мере частично перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства.

В контексте настоящего документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется для описания субстрата, способного высвобождать летучие соединения, которые могут 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 предусматривают кольцевой картридж, выполненный с возможностью размещения на устройстве, генерирующем аэрозоль, так что картридж перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства. Следовательно, при использовании воздух втягивается в устройство, генерирующее аэрозоль, через картридж.

Преимущественно такое расположение устраняет необходимость в полости для размещения картриджа в устройстве, генерирующем аэрозоль. Исключение полости для размещения картриджа может обеспечить длину устройства, генерирующего аэрозоль, которая подобна длине традиционных электронных сигарет. Исключение полости для размещения картриджа упрощает для пользователя зацепление картриджа с устройством, генерирующим аэрозоль, и отсоединение от него. В частности, исключается риск застревания картриджа в полости для размещения картриджа.

Преимущественно такое расположение облегчает использование устройства, генерирующего аэрозоль, которое подобно традиционным электронным сигаретам, что может уменьшить или устранить необходимость в модификации существующих устройств.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что картридж удерживается на устройстве, генерирующем аэрозоль, посредством посадки с натягом.

Наружная поверхность устройства, генерирующего аэрозоль, может образовывать фланец, вплотную к которому размещается картридж, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, при этом впускное отверстие для воздуха устройства расположено вблизи фланца. Преимущественно предоставление фланца, вплотную к которому размещен картридж, может облегчить правильное размещение пользователем картриджа на устройстве, генерирующем аэрозоль.

Впускное отверстие для воздуха устройства может быть расположено на фланце, так что конец картриджа примыкает к впускному отверстию для воздуха устройства, когда картридж размещен вплотную к фланцу.

Впускное отверстие для воздуха устройства может быть расположено на наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль, смежно с фланцем, так что внутренняя поверхность картриджа по меньшей мере частично перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства, когда картридж размещен вплотную к фланцу.

Предпочтительно секция для хранения жидкости выполнена с возможностью снятия с секции блока питания. Преимущественно это облегчает замену секции для хранения жидкости (например, когда жидкий субстрат, генерирующий аэрозоль, был израсходован) без замены секции блока питания. Секция для хранения жидкости может быть выполнена с возможностью отсоединения и прикрепления к секции блока питания посредством по меньшей мере одного из посадки с натягом, винтового соединения и байонетного соединения.

Секция блока питания может иметь первый конец, образующий первый конец устройства, генерирующего аэрозоль, и второй конец, при этом секция для хранения жидкости имеет первый конец, выполненный с возможностью отсоединения и прикрепления ко второму концу секции блока питания, и второй конец, образующий второй конец устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно один из первого конца секции для хранения жидкости и второго конца секции блока питания образует фланец, когда секция для хранения жидкости прикреплена к секции блока питания. Наружный размер второго конца секции блока питания может быть больше наружного размера первого конца секции для хранения жидкости. Наружный размер первого конца секции для хранения жидкости может быть больше наружного размера второго конца секции блока питания.

Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать второй электрический нагреватель, предусмотренный на наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль, при этом второй электрический нагреватель расположен таким образом, что картридж по меньшей мере частично перекрывает второй электрический нагреватель, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль. Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью управления подачей электропитания с блока питания на второй электрический нагреватель, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль. Преимущественно предоставление второго нагревателя, выполненного с возможностью нагрева картриджа, может облегчить высвобождение летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль, картриджа во время использования системы, генерирующей аэрозоль.

Второй нагреватель может содержать по существу кольцевой нагреватель, проходящий вокруг части наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль. Второй нагреватель может содержать множество дискретных нагревателей, расположенных вокруг части наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль.

Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать съемную крышку, выполненную с возможностью размещения по меньшей мере части устройства, генерирующего аэрозоль, при этом съемная крышка выполнена с возможностью перекрытия картриджа, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, и когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующем аэрозоль.

Преимущественно съемная крышка может защищать картридж, когда система, генерирующая аэрозоль, удерживается пользователем во время использования. Предотвращение касания картриджа пользователем во время использования может быть особенно целесообразным в вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит второй нагреватель, выполненный с возможностью нагрева картриджа.

Преимущественно съемная крышка в комбинации с устройством, генерирующим аэрозоль, может предусматривать систему, генерирующую аэрозоль, в которой по меньшей мере одно из внешнего вида и наружных размеров являются по существу такими же, как в традиционной электронной сигарете. Преимущественно это может обеспечить совместимость системы, генерирующей аэрозоль, с существующими принадлежностями, как например футляром для переноски.

Предпочтительно съемная крышка имеет по существу цилиндрическую форму. Съемная крышка может быть по существу закрытой на одном конце. Съемная крышка может содержать выпускное отверстие для воздуха крышки, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с выпускным отверстием для воздуха устройства, когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль. В вариантах осуществления, в которых съемная крышка является по существу закрытой на одном конце, предпочтительно выпускное отверстие для воздуха крышки предусмотрено на закрытом конце.

Съемная крышка может содержать впускное отверстие для воздуха крышки, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с картриджем, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, и когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль.

В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит фланец, первый конец съемной крышки может быть выполнен с возможностью примыкания к фланцу, когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль. Преимущественно это может облегчать правильное размещение пользователем съемной крышки на устройстве, генерирующем аэрозоль.

Предпочтительно съемная крышка выполнена с возможностью быть удержанной на устройстве, генерирующем аэрозоль, посредством посадки с натягом.

Картридж может образовывать гильзу, выполненную с возможностью скольжения на части устройства, генерирующего аэрозоль. Такое расположение может особенно подходить к вариантам осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит фланец.

В вариантах осуществления, в которых секция для хранения жидкости выполнена с возможностью отсоединения и прикрепления к секции блока питания, картридж может быть выполнен с возможностью размещения между секцией для хранения жидкости и секцией блока питания. Соединительная часть одной или обеих из секции для хранения жидкости и секции блока питания может проходить через картридж, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль.

Картридж может образовывать кольцевой диск. Кольцевой диск может иметь любую из кольцеобразной формы, формы разрезного кольца и С–образной формы.

Преимущественно кольцеобразная форма может предотвращать отсоединение картриджа от устройства, генерирующего аэрозоль, в то время как секция для хранения жидкости прикреплена к секции блока питания.

Преимущественно форма разрезного кольца может облегчать зацепление картриджа с соединительной частью на секции для хранения жидкости или секции блока питания, допуская небольшую степень расширения и сужения в размере кольца.

Преимущественно С–образная форма может облегчать зацепление картриджа с устройством, генерирующим аэрозоль, и отсоединение от него, без отделения секции для хранения жидкости от секции блока питания. Например, в вариантах осуществления, в которых секция для хранения жидкости выполнена с возможностью отсоединения и прикрепления к секции блока питания посредством винтового соединения, зацепление картриджа с устройством, генерирующим аэрозоль, и отсоединение от него, может быть обеспечено благодаря лишь частичному отвинчиванию секции для хранения жидкости от секции блока питания.

Картридж может содержать пористую обертку, покрывающую по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, картриджа. Пористая обертка может по существу инкапсулировать субстрат, образующий аэрозоль, картриджа. Пористая обертка может предусматривать по меньшей мере один из тканого материала и нетканого материала. Пористая обертка может предусматривать сетку. Пористая обертка может предусматривать бумагу. Преимущественно предоставление пористой обертки, покрывающей по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, может удерживать субстрат, образующий аэрозоль, картриджа в необходимой форме и позволять воздуху протекать через картридж во время использования.

Картридж может содержать корпус картриджа, при этом субстрат, образующий аэрозоль, картриджа, расположен в корпусе картриджа. Предпочтительно корпус картриджа содержит впускное отверстие для воздуха картриджа и выпускное отверстие для воздуха картриджа. Картридж выполнен таким образом, что, когда картридж зацеплен с устройством, генерирующим аэрозоль, выпускное отверстие для воздуха картриджа перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства. Каждый картридж и устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более знаков для указания пользователю вращательной ориентации картриджа относительно устройства, генерирующего аэрозоль. Преимущественно это может помочь пользователю в выравнивании выпускного отверстия для воздуха картриджа с впускным отверстием для воздуха устройства.

Корпус картриджа может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, но без ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton®, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен–пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовым волокном или стекловолокном.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать съемную обертку, окружающую картридж. Съемная обертка удаляется с картриджа перед использованием картриджа с устройством, генерирующим аэрозоль. Предпочтительно съемная обертка содержит непористый материал. Съемная обертка может содержать полимерный материал, такой как полимерная пленка. Съемная обертка может содержать слоистую структуру из двух или более разных материалов. Съемная обертка может содержать металлизированную полимерную пленку.

Первый электрический нагреватель может быть предусмотрен отдельно от обеих секции для хранения жидкости и секции блока питания, при этом первый электрический нагреватель выполнен с возможностью отсоединения и прикрепления к по меньшей мере одной из секции для хранения жидкости и секции блока питания.

Первый электрический нагреватель может быть предусмотрен как одно целое с одной из секции блока питания и секции для хранения жидкости.

Предпочтительно первый электрический нагреватель и секция для хранения жидкости предусмотрены вместе в секции испарителя устройства, генерирующего аэрозоль. В вариантах осуществления, в которых секция для хранения жидкости выполнена с возможностью отсоединения и прикрепления к секции блока питания, секция испарителя выполнена с возможностью отсоединения и прикрепления к секции блока питания.

Субстрат, образующий аэрозоль, картриджа может содержать твердый субстрат, образующий аэрозоль. 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 увеличивать 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 табак.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В контексте настоящего 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 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, в секции для хранения жидкости может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из жидкости при нагревании. 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, в секции для хранения жидкости может содержать никотин.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может не содержать никотин.

Секция для хранения жидкости может содержать пористый материал носителя, при этом жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предусмотрен на пористом материале носителя. Преимущественно обеспечение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на пористом материале носителя может снизить риск вытекания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из секции для хранения жидкости.

Пористый материал носителя может предусматривать любой подходящий материал или комбинацию материалов, которые являются проницаемыми для жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и позволяют 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 предусматривать гидрофильный материал для улучшения распределения и распространения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это может способствовать равномерному образованию аэрозоля. Особенно предпочтительный материал или материалы будут зависеть от физических свойств жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Примеры подходящих материалов включают: капиллярный материал, например, губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные 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 или керамика. Пористый материал носителя может иметь любую подходящую пористость для использования с разными физическими свойствами жидкости.

Субстрат, образующий аэрозоль, картриджа может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен на пористом материале носителя, расположенном в картридже. Подходящие жидкие субстраты, образующие аэрозоль, включают те, что описаны в настоящем документе в отношении секции для хранения жидкости устройства, генерирующего аэрозоль. Подходящие пористые материалы носителя включают те, что описаны в настоящем документе в отношении секции для хранения жидкости устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предусмотренный в картридже, отличается от жидкого субстрата, образующего аэрозоль, предусмотренного в секции для хранения жидкости устройства, генерирующего аэрозоль.

Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать элемент для перемещения жидкости, выполненный таким образом, что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, перемещается за счет капиллярного действия вдоль элемента для перемещения жидкости от секции для хранения жидкости к электрическому нагревателю. В вариантах осуществления, в которых секция для хранения жидкости содержит пористый материал носителя, элемент для перемещения жидкости выполнен с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, от пористого материала носителя к электрическому нагревателю.

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 небольших каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может переноситься за счет капиллярного действия. Особенно 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 сплавов нержавеющей стали медицинского назначения, таких как аустенитная нержавеющая сталь марки 316 и мартенситные нержавеющие стали марок 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 перенос 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 может быть в целом выровнено вдоль длины элемента для перемещения жидкости.

В вариантах осуществления, в которых секция для хранения жидкости содержит пористый материал носителя, 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.

Первый электрический нагреватель может предусматривать резистивную нагревательную катушку.

Первый электрический нагреватель может предусматривать резистивную нагревательную сетку.

Резистивная нагревательная сетка может содержать множество электрически проводящих нитей. Электрически проводящие нити могут быть по существу плоскими. В контексте настоящего документа «по существу плоский» означает образованный в одной плоскости и не обернутый вокруг или иным образом приспособленный для соответствия изогнутой или другой неплоской форме. Плоская нагревательная сетка может быть легко обработана во время изготовления и она обеспечивает прочную конструкцию.

Электрически проводящие нити могут определять пустоты между нитями, и эти пустоты могут иметь ширину от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в пустотах, так что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, втягивается в пустоты, 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%) (т. е. от приблизительно 160 до приблизительно 600 нитей на дюйм (+/– 10%)). Ширина пустот предпочтительно составляет от приблизительно 75 микрометров до приблизительно 25 микрометров. Процентное соотношение открытой площади сетки, которое является отношением площади пустот 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 «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные 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 нержавеющая сталь марок 304, 316, 304L и 316L, а также 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 первый электрический нагреватель представляет собой резистивную нагревательную катушку, шаг обмотки катушки составляет предпочтительно от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,5 миллиметра, и наиболее предпочтительно приблизительно 1,5 миллиметра. Шаг обмотки катушки означает 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 марок 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, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Резистивная нагревательная катушка также может содержать металлическую фольгу, такую как алюминиевая фольга, которая предусмотрена в виде ленты.

В вариантах осуществления, в которых система, генерирующая аэрозоль, содержит второй электрический нагреватель, предусмотренный на наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль, второй электрический нагреватель может предусматривать любой из нагревателей, описанных в настоящем документе в отношении первого электрического нагревателя.

Второй электрический нагреватель может предусматривать нагревательную пленку, такую как гибкая нагревательная пленка. Преимущественно нагревательная пленка и, в частности, гибкая нагревательная пленка, может облегчать приспособление второго электрического нагревателя к форме наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль.

Блок питания может предусматривать 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. В качестве альтернативы, 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 использования устройства, генерирующего аэрозоль, с более чем одним картриджем в сборе.

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, показанной на фиг. 1, при этом картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль;

на фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1, при этом картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль;

на фиг. 5 показан вид в перспективе системы, генерирующей аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 6 показан вид в перспективе системы, генерирующей аэрозоль, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 7 показан вид в перспективе системы, генерирующей аэрозоль, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 показан вид в поперечном разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 7;

на фиг. 9 показан вид в поперечном разрезе системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 7, при этом картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль;

на фиг. 10 показан вид в перспективе картриджа согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 11 показан вид в перспективе картриджа согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 1 и 2 показаны виды в перспективе системы 10, генерирующей аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Система 10, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 12, генерирующее аэрозоль, содержащее секцию 14 блока питания и секцию 16 испарителя. Секция 14 блока питания содержит кнопку 15 для включения устройства 12, генерирующего аэрозоль.

Секция 14 блока питания содержит первый конец 20, определяющий первый конец 21 системы, генерирующей аэрозоль, и второй конец 22. Секция 16 испарителя содержит первый конец 24, выполненный с возможностью отсоединения и прикрепления ко второму концу 22 секции 14 блока питания, и второй конец 26, определяющий второй конец 27 системы 10, генерирующей аэрозоль. Диаметр второго конца 22 секции 14 блока питания больше, чем диаметр первого конца 24 секции 16 испарителя, так что часть второго конца 22 секции 14 блока питания образует фланец 28.

Система 10, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит картридж 18, выполненный с возможностью размещения на наружной поверхности 30 устройства 12, генерирующего аэрозоль. В частности, картридж 18 имеет кольцевую форму и образует гильзу, выполненную с возможностью скольжения по наружной поверхности 32 секции 16 испарителя до тех пор, пока конец картриджа 18 не примкнет к фланцу 28, как показано на фиг. 2.

На фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе устройства 12, генерирующего аэрозоль. Секция 14 блока питания определяет впускное отверстие 46 для воздуха устройства для впуска воздуха в секцию 14 блока питания, контроллер 48 и блок 50 питания. Впускное отверстие 46 для воздуха устройства расположено на фланце 28.

Секция 16 испарителя содержит впускное отверстие 52 для воздуха испарителя для приема воздуха из секции 14 блока питания, проход 54 для потока воздуха, который находится в сообщении по текучей среде с впускным отверстием 52 для воздуха испарителя на его расположенном раньше по ходу потока конце, и выпускное отверстие 56 для воздуха устройства, которое находится в сообщении по текучей среде с расположенным дальше по ходу потока концом прохода 54 для потока воздуха.

Секция 16 испарителя дополнительно содержит секцию 57 для хранения жидкости, содержащую жидкий субстрат 58, образующий аэрозоль, сорбированный в кольцевой пористый материал 60 носителя, расположенный за пределами прохода 54 для потока воздуха. Элемент 62 для перемещения жидкости, содержащий капиллярный фитиль, имеет первый и второй концы, расположенные в контакте с пористым материалом 60 носителя, и центральную часть, расположенную внутри прохода 54 для потока воздуха. Жидкий субстрат 58, образующий аэрозоль, впитывается за счет капиллярного действия вдоль капиллярного фитиля от пористого материала 60 носителя к центральной части капиллярного фитиля.

Секция 16 испарителя также содержит первый электрический нагреватель 64, содержащий резистивную нагревательную катушку, обмотанную вокруг центральной части капиллярного фитиля. Во время работы системы 10, генерирующей аэрозоль, контроллер 48 управляет подачей электрической энергии с блока 50 питания на первый электрический нагреватель 64 для нагрева и испарения жидкого субстрата 58, образующего аэрозоль, из центральной части капиллярного фитиля.

Когда картридж 18 размещен на устройстве 12, генерирующем аэрозоль, как показано на фиг. 4, картридж 18 примыкает к фланцу 28 и перекрывает впускное отверстие 46 для воздуха устройства. Картридж 18 содержит субстрат 42, образующий аэрозоль, картриджа, обернутый в пористую обертку 44, так что во время использования воздух может протекать через картридж 18 и попадать во впускное отверстие 46 для воздуха устройства.

Во время работы системы 10, генерирующей аэрозоль, воздух втягивается в систему 10, генерирующую аэрозоль, через картридж 18, причем летучие соединения из субстрата 42, образующего аэрозоль, картриджа захватываются в поток воздуха. Затем поток воздуха протекает через впускное отверстие 46 для воздуха устройства, через впускное отверстие 52 для воздуха испарителя и попадает в проход 54 для потока воздуха, где испаренный жидкий субстрат 58, образующий аэрозоль, захватывается в поток воздуха. Затем поток воздуха вытекает за пределы системы 10, генерирующей аэрозоль, через выпускное отверстие 56 для воздуха устройства для доставки пользователю испаренного жидкого субстрата 58, образующего аэрозоль, и летучих соединений из субстрата 42, образующего аэрозоль, картриджа.

На фиг. 5 показана система 100, генерирующая аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100, генерирующая аэрозоль, является по существу такой же как система 10, генерирующая аэрозоль, показанная на фиг. 1–4, а также используются одинаковые ссылочные позиции для обозначения одинаковых частей.

Система 100, генерирующая аэрозоль, отличается только добавлением второго электрического нагревателя 164 на наружную поверхность 32 секции 16 испарителя устройства 12, генерирующего аэрозоль. Второй электрический нагреватель 164 содержит множество дискретных гибких пленочных нагревателей 165. Во время использования картридж 18 перекрывает второй электрический нагреватель 164 и контроллер управляет подачей электрической энергии с блока питания на второй электрический нагреватель 164 для нагрева картриджа 18. Нагрев картриджа 18 преимущественно упрощает высвобождение летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль, картриджа.

На фиг. 6 показана система 200, генерирующая аэрозоль, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Система 200, генерирующая аэрозоль, является по существу такой же как системы 10 и 100, генерирующие аэрозоль, показанные на фиг. 1–5, а также используются одинаковые ссылочные позиции для обозначения одинаковых частей.

Система 200, генерирующая аэрозоль, отличается только добавлением съемной крышки 201. Съемная крышка 201 выполнена с возможностью скольжения по секции 16 испарителя и картриджу 18 с целью покрытия картриджа 18 во время использования системы 200, генерирующей аэрозоль. Расположенный раньше по ходу потока конец 203 съемной крышки 201 примыкает к фланцу 28, когда съемная крышка 201 размещена на устройстве 12, генерирующем аэрозоль. Расположенный дальше по ходу потока конец 205 съемной крышки 201 является закрытым и содержит выпускное отверстие 207 для воздуха крышки, выполненное с возможностью перекрытия выпускного отверстия 56 для воздуха устройства. Во время использования съемная крышка 201 удерживается на устройстве 12, генерирующем аэрозоль, посредством посадки с натягом.

На фиг. 7–9 показана система 300, генерирующая аэрозоль, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Система 300, генерирующая аэрозоль, подобна системе 10, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1–4, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.

Система 300, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 312, генерирующее аэрозоль, содержащее секцию 314 блока питания и секцию 316 испарителя, выполненную с возможностью отсоединения и прикрепления друг к другу посредством винтового соединения. Секция 314 блока питания содержит охватываемый винтовой соединитель 315, выполненный с возможностью прикрепления к охватывающему винтовому соединителю на секции 316 испарителя. Система 300, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что когда охватываемый винтовой соединитель 315 полностью вставлен в охватывающий винтовой соединитель, второй конец 22 секции 314 блока питания разнесен от первого конца 24 секции 316 испарителя для образования между ними впускного отверстия 46 для воздуха устройства.

Система 300, генерирующая аэрозоль, содержит картридж 318 в виде круглого кольца. Картридж 318 выполнен с возможностью размещения на охватываемом винтовом соединителе 315 и зажатия между вторым концом 22 секции 314 блока питания и первым концом 24 секции 316 испарителя, так что картридж 318 перекрывает впускное отверстие 46 для воздуха устройства.

Секция 316 испарителя дополнительно содержит мундштук 311 на втором конце секции испарителя, при этом мундштук 311 содержит выпускное отверстие 313 для воздуха мундштука в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием для воздуха устройства.

Работа системы 300, генерирующей аэрозоль, является по существу такой же, как работа системы 10, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1–4. Во время использования воздух втягивается в систему 300, генерирующую аэрозоль, через картридж 318, причем летучие соединения из субстрата 342, образующего аэрозоль, картриджа захватываются в поток воздуха. Затем поток воздуха протекает через впускное отверстие 46 для воздуха устройства, через впускное отверстие 52 для воздуха испарителя и попадает в проход 54 для потока воздуха, где испаренный жидкий субстрат 58, образующий аэрозоль, захватывается в поток воздуха. Затем поток воздуха вытекает за пределы системы 300, генерирующей аэрозоль, через выпускное отверстие 56 для воздуха устройства и выпускное отверстие 313 для воздуха мундштука для доставки пользователю испаренного жидкого субстрата 58, образующего аэрозоль, и летучих соединений из субстрата 342, образующего аэрозоль, картриджа.

На фиг. 10 показан картридж 418 согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 418 является по существу таким же как картридж 318, показанный на фиг. 7–9, с той разницей, что картридж 418 имеет форму разрезного кольца, которая может упрощать зацепление картриджа 418 с устройством, генерирующим аэрозоль, и отсоединение от него. Картридж 418 может использоваться с устройством 312, генерирующим аэрозоль, показанным на фиг. 7–9.

На фиг. 11 показан картридж 518 согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 518 является по существу таким же как картридж 318, показанный на фиг. 7–9, с той разницей, что картридж 518 имеет С–образную форму, которая может упрощать зацепление картриджа 518 с устройством, генерирующим аэрозоль, и отсоединение от него. Картридж 518 может использоваться с устройством 312, генерирующим аэрозоль, показанным на фиг. 7–9.

Изобретение относится к курительным принадлежностям, а именно к системе генерирования аэрозоля. Предлагается система, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж и устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж содержит субстрат, образующий аэрозоль, картриджа, при этом картридж имеет кольцевую форму. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит секцию для хранения жидкости, содержащую жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит первый электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из секции для хранения жидкости. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит секцию блока питания, содержащую блок питания и контроллер. Секция блока питания имеет первый конец и второй конец, и секция для хранения жидкости имеет первый конец, выполненный с возможностью отсоединения и прикрепления ко второму концу секции блока питания, и второй конец. Один из первого конца секции для хранения жидкости и второго конца секции блока питания образует фланец, когда секция для хранения жидкости прикреплена к секции блока питания. Устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью размещения картриджа на устройстве, генерирующем аэрозоль, так что картридж размещен вплотную к фланцу и по меньшей мере частично перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства. 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

картридж, содержащий субстрат, образующий аэрозоль, картриджа, при этом картридж имеет кольцевую форму; и

устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее первый конец, второй конец и длину, проходящую между первым концом и вторым концом, содержащее:

секцию для хранения жидкости, содержащую жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположенный в части для хранения жидкости;

первый электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, из секции для хранения жидкости во время использования системы, генерирующей аэрозоль;

секцию блока питания, содержащую блок питания и контроллер для управления подачей электропитания от блока питания на первый электрический нагреватель;

впускное отверстие для воздуха устройства, расположенное между первым концом и вторым концом устройства, генерирующего аэрозоль; и

выпускное отверстие для воздуха устройства, расположенное на втором конце устройства, генерирующего аэрозоль;

при этом секция блока питания имеет первый конец, образующий первый конец устройства, генерирующего аэрозоль, и второй конец, при этом секция для хранения жидкости имеет первый конец, выполненный с возможностью отсоединения и прикрепления ко второму концу секции блока питания, и второй конец, образующий второй конец устройства, генерирующего аэрозоль;

при этом наружная поверхность устройства, генерирующего аэрозоль, образует фланец, при этом один из первого конца секции для хранения жидкости и второго конца секции блока питания образует фланец, когда секция для хранения жидкости прикреплена к секции блока питания; и

при этом устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью размещения картриджа на устройстве, генерирующем аэрозоль, так что картридж размещен вплотную к фланцу, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, и при этом впускное отверстие для воздуха устройства расположено вблизи фланца, так что картридж по меньшей мере частично перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства, когда картридж размещен вплотную к фланцу.

2. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1, отличающаяся тем, что впускное отверстие для воздуха устройства расположено на фланце, так что конец картриджа примыкает к впускному отверстию для воздуха устройства, когда картридж размещен вплотную к фланцу.

3. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1, отличающаяся тем, что впускное отверстие для воздуха устройства расположено на наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль, смежно с фланцем, так что внутренняя поверхность картриджа по меньшей мере частично перекрывает впускное отверстие для воздуха устройства, когда картридж размещен вплотную к фланцу.

4. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй электрический нагреватель, предусмотренный на наружной поверхности устройства, генерирующего аэрозоль, при этом второй электрический нагреватель расположен таким образом, что картридж по меньшей мере частично перекрывает второй электрический нагреватель, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, и при этом контроллер выполнен с возможностью управления подачей электропитания с блока питания на второй электрический нагреватель, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль.

5. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит съемную крышку, выполненную с возможностью размещения по меньшей мере части устройства, генерирующего аэрозоль, при этом съемная крышка выполнена с возможностью перекрытия картриджа, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, и когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль.

6. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 5, отличающаяся тем, что съемная крышка содержит выпускное отверстие для воздуха крышки, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с выпускным отверстием для воздуха устройства, когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль.

7. Система, генерирующая аэрозоль по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что съемная крышка дополнительно содержит впускное отверстие для воздуха крышки, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с картриджем, когда картридж размещен на устройстве, генерирующем аэрозоль, и когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль.

8. Система, генерирующая аэрозоль по пп. 5, 6 или 7, отличающаяся тем, что первый конец съемной крышки выполнен с возможностью примыкания к фланцу, когда съемная крышка зацеплена с устройством, генерирующим аэрозоль.

9. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что картридж образует гильзу, выполненную с возможностью скольжения на части устройства, генерирующего аэрозоль.

10. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 1–8, отличающаяся тем, что секция для хранения жидкости выполнена с возможностью отсоединения и прикрепления к секции блока питания, и при этом картридж выполнен с возможностью размещения между секцией для хранения жидкости и секцией блока питания.

11. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 10, отличающаяся тем, что картридж образует кольцевой диск.

12. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 11, отличающаяся тем, что кольцевой диск имеет одну из следующих форм: кольцеобразную форму, форму разрезного кольца и С–образную форму.

13. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что картридж содержит пористую обертку, покрывающую по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, картриджа.