ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2021 года по МПК A24F47/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака или иным образом включать табак, при этом предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество для потребления человеком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] На протяжении многих лет были предложены многие курительные устройства в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в существенной степени. См., например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники, изложенные в уровне техники, как описано в патентах США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и №8,881,737 под авторством Collett и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и тепловырабатывающих источников с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0216232 под авторством Bless и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, различные типы устройств с электрическим приводом для подачи аэрозоля и пара были предложены в публикациях заявок на патенты США №2014/0096781 под авторством Sears и др. и №2014/0283859 под авторством Minskoff и др., а также в заявках на патенты США №14/282,768 под авторством Sears и др., поданной 20 мая 2014 г.; №14/286,552 под авторством Brinkley и др., поданной 23 мая 2014 г.; №14/327,776 под авторством Ampolini и др., поданной 10 июля 2014 г.; и №14/465,167 под авторством Worm и др., поданной 21 августа 2014 г.; которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0003] Предпочтительным является обеспечение устройств доставки аэрозоля, которые в качестве источника питания используют микроскопические суперконденсаторы.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам выполнения таких устройств и элементам таких устройств. Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие примеры реализаций.

[0005] Вариант реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее по меньшей мере один кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля; и содержащиеся внутри указанного по меньшей мере одного кожуха нагревательный элемент, выполненный управляемым для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; и источник питания, выполненный с возможностью питания нагревательного элемента для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем источник питания содержит перезаряжаемый суперконденсатор, имеющий гофрированную структуру на основе графена.

[0006] Вариант реализации 2: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором источник питания содержит множество перезаряжаемых суперконденсаторов, включающее перезаряжаемый суперконденсатор, соединенный параллельно.

[0007] Вариант реализации 3: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором источник питания также содержит перезаряжаемую тонкопленочную твердотельную батарею, выполненную с возможностью соединения с суперконденсатором и с возможностью зарядки от него, причем выполнение источника питания с возможностью подачи питания к нагревательному элементу включает его выполнение с возможностью подачи питания от тонкопленочной твердотельной батареи к нагревательному элементу.

[0008] Вариант реализации 4: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором перезаряжаемый суперконденсатор выполнен с возможностью зарядки от источника энергии, который представляет собой зарядное устройство с универсальной последовательной шиной (USB), настенное зарядное устройство, фотоэлектрический элемент или пьезоэлектрический источник энергии или содержит их.

[0009] Вариант реализации 5: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с фотоэлектрическим элементом или пьезоэлектрическим источником энергии.

[0010] Вариант реализации 6: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором гофрированная структура на основе графена содержит два слоя графена толщиной в один атом и размещенный между ними электролит, причем каждый из двух слоев графена толщиной в один атом имеет внешнюю поверхность, сцепленную с гибкой подложкой.

[ООП] Вариант реализации 7: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором толщина перезаряжаемого суперконденсатора составляет не более десяти (10) микрометров (мкм), промежуточное расстояние между двумя слоями графена толщиной в один атом составляет не более ста пятидесяти (150) микрометров (мкм), и толщина электролита составляет не более 150 мкм.

[0012] Вариант реализации 8: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором каждый из двух слоев графена толщиной в один атом содержит сотовидную решетку атомов углерода.

[0013] Вариант реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором электролит между двумя слоями графена толщиной в один атом представляет собой сепаратор из твердого электролита.

[0014] Вариант реализации 10: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором электролит представляет собой ионогелевый электролит или гидрогелевый электролит.

[0015] Вариант реализации 11: Устройство доставки аэрозоля по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором плотность энергии перезаряжаемого суперконденсатора составляет не менее ста пятидесяти (150) ватт на сантиметр кубический (Вт/см³), а постоянная времени составляет не более двадцати (20) микросекунд (мкс).

[0016] Вариант реализации 12: Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем картридж содержит композицию предшественника аэрозоля и оснащен нагревательным элементом, выполненным с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, управляющий корпус содержит кожух; и источник питания, содержащийся внутри кожуха и выполненный с возможностью питания нагревательного элемента для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем источник питания содержит перезаряжаемый суперконденсатор, имеющий гофрированную структуру на основе графена.

[0017] Вариант реализации 13: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором источник питания содержит множество перезаряжаемых суперконденсаторов, включающее перезаряжаемый суперконденсатор, соединенный параллельно.

[0018] Вариант реализации 14: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором источник питания также содержит перезаряжаемую тонкопленочную твердотельную батарею, выполненную с возможностью соединения с суперконденсатором и с возможностью зарядки от него, причем выполнение источника питания с возможностью подачи питания к нагревательному элементу включает его выполнение с возможностью подачи питания от перезаряжаемой тонкопленочной твердотельной батареи к нагревательному элементу.

[0019] Вариант реализации 15: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором перезаряжаемый суперконденсатор выполнен с возможностью зарядки от источника энергии, который представляет собой зарядное устройство с универсальной последовательной шиной (USB), настенное зарядное устройство, фотоэлектрический элемент или пьезоэлектрический источник энергии или содержит их.

[0020] Вариант реализации 16: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с фотоэлектрическим элементом или пьезоэлектрическим источником энергии.

[0021] Вариант реализации 17: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором гофрированная структура на основе графена содержит два слоя графена толщиной в один атом и размещенный между ними электролит, причем каждый из двух слоев графена толщиной в один атом имеет внешнюю поверхность, сцепленную с гибкой подложкой.

[0022] Вариант реализации 18: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором толщина перезаряжаемого суперконденсатора составляет не более десяти (10) микрометров (мкм), промежуточное расстояние между двумя слоями графена толщиной в один атом составляет не более ста пятидесяти (150) микрометров (мкм), и толщина электролита составляет не более 150 мкм.

[0023] Вариант реализации 19: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором каждый из двух слоев графена толщиной в один атом содержит сотовидную решетку атомов углерода.

[0024] Вариант реализации 20: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором электролит между двумя слоями графена толщиной в один атом представляет собой сепаратор из твердого электролита.

[0025] Вариант реализации 21: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором электролит представляет собой ионогелевый электролит или гидрогелевый электролит.

[0026] Вариант реализации 22: Управляющий корпус по предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором плотность энергии перезаряжаемого суперконденсатора составляет не менее ста пятидесяти (150) ватт на сантиметр кубический (Вт/см³), а постоянная времени составляет не более двадцати (20) микросекунд (мкс).

[0027] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Раскрытие настоящего изобретения включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, раскрытых в данном изобретении, независимо от того, намеренно ли такие признаки или элементы объединены или иным образом изложены в конкретном варианте реализации, описанном в настоящем документе. Данное изобретение предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любых его аспектах и примерах реализаций должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст раскрытия явно не предписывает иное.

[0028] Таким образом, следует понимать, что данное раскрытие сущности изобретения приведено только для целей резюмирования некоторых примеров реализаций так, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов изобретения. Соответственно, следует понимать, что описанные выше примеры реализаций являются только примерами и не должны истолковываться как каким-либо образом сужающие объем или сущность изобретения. Другие примеры реализаций, аспекты и преимущества будут очевидными из приведенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами, на которых показаны, в качестве примера, принципы некоторых описанных примеров реализаций.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0029] Таким образом, после описания данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:

[0030] на ФИГ. 1 показан вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;

[0031] на ФИГ. 2 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля согласно различным примерам реализаций;

[0032] На ФИГ. 3 более подробно показан источник питания управляющего корпуса согласно различным примерам реализаций раскрытия настоящего изобретения; и

[0033] На ФИГ. 4 и 5 показаны различные элементы картриджа и управляющего корпуса согласно различным примерам реализаций.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0034] Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на примеры его реализаций. Эти примеры реализаций описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведенными в настоящем документе; напротив, эти варианты реализации приведены для того, чтобы данное изобретение соответствовало применимым законодательным требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное.

[0035] Как описано ниже, примеры реализаций раскрытия настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, наиболее предпочтительно, являющихся достаточно компактными для того, чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает главным образом из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, но скорее, использование указанных предпочтительных систем приводит к образованию паров, образующихся в процессе выпаривания или испарения определенных компонентов, включенных в них. В некоторых примерах реализаций компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, и указанные электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и, таким образом, доставляют компоненты, полученные из табака, в виде аэрозоля.

[0036] Вырабатывающие аэрозоль средства определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки, которые обусловлены поджиганием и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.

[0037] Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия для доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть выполнены так, чтобы обеспечить одно или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтически активных ингредиентов) во вдыхаемой форме или вдыхаемом состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы вдыхаемые вещества могут быть в виде аэрозоля (например, суспензии из мелких твердых частиц или капель жидкости в газе). С целью упрощения подразумевается, что термин «аэрозоль», используемый в настоящем документе, включает в себя пары, газы и аэрозоли вида или типа, являющегося пригодным для вдыхания человеком, видимого или невидимого, а также вида, который может рассматриваться как дымообразный, или не такого вида.

[0038] Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, как правило, содержат множество компонентов, обеспеченных внутри внешнего корпуса или оболочки, которые могут быть названы кожухом. Общая конструкция внешнего корпуса или оболочки может варьироваться, и формат или конфигурация внешнего корпуса, которые могут определять общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, могут варьироваться. Как правило, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха, или продолговатый кожух может быть образован из двух или более отделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать продолговатую оболочку или корпус, которые могут иметь по существу трубчатую форму и, таким образом, напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, содержащий один или более многоразовых компонентов (например, аккумулятор, например, перезаряжаемую батарею и/или перезаряжаемый суперконденсатор, и различное электронное оборудование для управления работой этого изделия), а на другом конце присоединяемый к нему с возможностью съема внешний корпус или оболочку, содержащие одноразовую часть (например, одноразовый картридж, содержащий ароматизатор).

[0039] Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (например, источника электропитания), по меньшей мере одного компонента управления (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения подачи питания для выработки тепла, например, посредством управления электрическим током от источника питания к другим компонентам изделия - например, микропроцессору, отдельному или как части микроконтроллера), нагревателя или вырабатывающего тепло элемента (например, нагревательный элемент с электрическим сопротивлением или другой компонент, который сам по себе или в комбинации с одним или более дополнительными элементами обычно может быть указан как «распылитель»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно, жидкости, способной образовывать аэрозоль по приложении достаточного тепла, такие ингредиенты обычно указаны как «дымовой сок», «электронная жидкость» и «электронный сок»), и мундштучной области или кончика для обеспечения возможности осуществлять затяжку через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, определенный путь потока воздуха через изделие, так что вырабатываемый аэрозоль может быть выведен из него после осуществления затяжки).

[0040] Более конкретные форматы, конфигурации и расположения компонентов в системах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения будут понятны на основании описания изобретения, приведенного ниже в настоящем документе. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов систем доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе уровень техники раскрытия настоящего изобретения. Далее, расположение компонентов внутри устройства доставки аэрозоля может быть также оценено при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля. Примеры имеющихся в продаже продуктов, для которых их компоненты, способы управления ими, материалы, включенные в них, и/или другие их характеристики могут быть включены в устройства согласно раскрытию настоящего изобретения, являются доступными на рынке как ACCORD^® от Philip Morris Incorporated; ALPHA™, JOYE 510™ и M4™ от InnoVapor LLC; CIRRUS™ и FLING™ от White Cloud Cigarettes; BLU™ от Lorillard Technologies, Inc.; COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ и SENSE™ от Epuffer^® International Inc.; DUOPRO™, STORM™ и VAPORKING^® от Electronic Cigarettes, Inc.; EGAR™ от Egar Australia; eGo-C™ и eGo-T™ от Joyetech; ELUSION™ от Elusion UK Ltd; EONSMOKE^® от Eonsmoke LLC; FINTM от FIN Branding Group, LLC; SMOKE^® от Green Smoke Inc. USA; GREENARETTE™ от Greenarette LLC; HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ и PITBULL™ от Smoke Stik^®; HEATBAR™ от Philip Morris International, Inc.; HYDRO IMPERIAL™ и LXE™ from Crown7; LOGIC™ и THE CUBAN™ от LOGIC Technology; LUCI^® от Luciano Smokes Inc.; METRO^® от Nicotek, LLC; NJOY^® и ONEJOY^® от Sottera, Inc.; №7™ от SS Choice LLC; PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™ от PremiumEstore LLC; RAPP E-MYSTICK™ от Ruyan America, Inc.; RED DRAGON™ от Red Dragon Products, LLC; RUYAN^® от Ruyan Group (Holdings) Ltd.; SF^® от Smoker Friendly International, LLC; GREEN SMART SMOKER^® от The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.; SMOKE ASSIST^® от Coastline Products LLC; SMOKING EVERYWHERE^® от Smoking Everywhere, Inc.; V2CIGS™ от VMR Products LLC; VAPOR NINE™ от VaporNine LLC; VAPOR4LIFE® от Vapor 4 Life, Inc.; VEPPO™ от E-CigaretteDirect, LLC; AVIGO, VUSE, VUSE CONNECT, VUSE FOB, VUSE HYBRID, ALTO, ALTO+, MODO, CIRO, FOX+FOG, AND SOLO+ от R. J. Reynolds Vapor Company; MISTIC MENTHOL от Mistic Ecigs; и VYPE от CN Creative Ltd. Другие устройства доставки аэрозоля с электрическим приводом, в частности те устройства, которые были охарактеризованы как так называемые электронные сигареты, являются доступными на рынке под торговыми марками COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP^®; SOUTH BEACH SMOKE™.

[0041] Также производители, разработчики и/или правообладатели компонентов и связанных с ними технологий, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, включают Shenzhen Jieshibo Technology of Shenzhen, Китай; Shenzhen First Union Technology of Shenzhen City, Китай; Safe Cig of Los Angeles, Калифорния; Janty Asia Company, Филлипины; Joyetech Changzhou Electronics of Shenzhen, Китай; SIS Resources; B2B International Holdings of Dover, Делавер; Evolv LLC, Огайо; Montrade of Bologna, Италия; Shenzhen Bauway Technology of Shenzhen, Китай; Global Vapor Trademarks Inc. of Pompano Beach, Флорида; Vapor Corp. of Fort Lauderdale, Флорида; Nemtra GMBH of Raschau-Markersbach, Германия, Perrigo L. Co. of Allegan, Мичиган; Needs Co., Ltd.; Smokefree Innotec of Las Vegas, Невада; McNeil AB of Helsingborg, Швеция; Chong Corp; Alexza Pharmaceuticals of Mountain View, Калифорния; BLEC, LLC of Charlotte, Северная Каролина; Gaitrend Sarl of Франция; FeelLife Bioscience International of Shenzhen, Китай; Vishay Electronic BMGH of Selb, Германия; Shenzhen Smaco Technology Ltd. of Shenzhen, Китай; Vapor Systems International of Boca Raton, Флорида; Exonoid Medical Devices of Israel; Shenzhen Nowotech Electronic of Shenzhen, Китай; Minilogic Device Corporation of Hong Kong, Китай; Shenzhen Kontle Electronics of Shenzhen, Китай, и Fuma International, LLC of Medina, Огайо, 21st Century Smoke of Beloit, Висконсин, и Kimree Holdings (HK) Co. Limited of Hong Kong, Китай.

[0042] В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля. В частности, резервуар может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может быть назван пористой подложкой (например, волокнистой подложкой).

[0043] Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может представлять собой тканый или нетканый материал, образованный из множества волокон или нитей, и может быть образована из натуральных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолоконный материал. В конкретных примерах может быть использован ацетат-целлюлозный материал. В других примерах реализаций может быть использован углеродный материал. Резервуар может быть выполнен по существу в виде емкости и может содержать волокнистый материал, содержащийся в нем.

[0044] На ФИГ. 1 показан вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104, согласно различным примерам реализаций раскрытия настоящего изобретения. В частности, на ФИГ. 1 показаны управляющий корпус и картридж, которые соединены друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть разъемно выровнены в функциональном отношении. Различные механизмы могут соединять картридж и управляющий корпус, например, в виде резьбового сцепления, сцепления с плотной посадкой, посадки с натягом, магнитного сцепления и тому подобного. В некоторых примерах реализаций устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранной конфигурации. Устройство доставки аэрозоля может быть также по существу прямоугольным или ромбовидным в поперечном сечении, что может придавать ему большую совместимость с по существу плоским или тонкопленочным источником питания, таким как источник питания, содержащий плоскую батарею. Картридж и управляющий корпус могут содержать соответствующие отдельные кожухи или внешние корпуса, которые могут быть образованы из любого количества различных материалов. Кожух может быть образован из любого подходящего конструктивно прочного материала. В некоторых примерах кожух может быть образован из металла или сплава, таких как нержавеющая сталь, алюминий или тому подобное. Другие подходящие материалы включают различные виды пластмасс (например, поликарбонат), пластмассы с металлическим напылением, керамику и тому подобное.

[0045] В некоторых примерах реализаций управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразовыми. Например, управляющий корпус может иметь сменную батарею или перезаряжаемую батарею или перезаряжаемый суперконденсатор и, таким образом, может быть комбинирован с любым типом технологии перезарядки, включая подключение к типичной электрической сети переменного тока, подключение к автомобильному зарядному устройству (например, гнезду прикуривателя), подключение к компьютеру, например, через кабель или разъем универсальной последовательной шины (USB), подключение к фотоэлектрическому элементу (иногда указан как солнечный фотоэлемент), к фотоэлектрической панели солнечных фотоэлементов или подключение к преобразователю радиочастоты в постоянный ток (RF-to-DC). Также в некоторых примерах реализаций картридж может представлять собой картридж одноразового использования, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0046] На ФИГ. 2 более подробно показано устройство 100 доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми примерами реализаций. Как видно на виде с частичным разрезом, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, каждый из которых содержит множество соответствующих компонентов. Компоненты, показанные на ФИГ. 2, представляют собой характерные компоненты, которые могут присутствовать в управляющем корпусе и картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов, которые охвачены раскрытием настоящего изобретения. Как показано, например, управляющий корпус может быть образован оболочкой 206 управляющего корпуса, которая может включать компонент 208 управления (например, микропроцессор, сам по себе являющийся микроконтроллером или представляющий его часть), датчик 210 потока, источник 212 питания и один или более светоизлучающих диодов 214, и такие компоненты могут быть непостоянно выровнены. Источник питания может содержать, например, батарею (одноразовую или перезаряжаемую), литий-ионную батарею, твердотельную батарею, тонкопленочную твердотельную батарею, перезаряжаемый суперконденсатор или тому подобное, или некоторые их комбинации. Некоторые примеры подходящих источников питания описаны в заявки на патент США №14/918,926 под авторством Sur и др., поданной 21 октября 2015, которая полностью включена посредством ссылки. Светоизлучающий диод может быть одним из примеров подходящего визуального индикатора, которым может быть оснащено устройство 100 доставки аэрозоля. Другие индикаторы, такие как звуковые индикаторы (например, динамики) тактильные индикаторы (например, вибрационные двигатели) или тому подобное, могут содержаться в дополнение к или как альтернатива визуальным индикаторам, таким как светоизлучающий диод.

[0047] Картридж 104 может быть образован оболочкой 216 картриджа, окружающей резервуар 218, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и содержащей нагреватель 220 (иногда называемый нагревательным элементом). В различных конфигурациях указанная конструкция может быть названа как вместилище; и соответственно термины «картридж», «вместилище» и тому подобные могут быть использованы как взаимозаменяемые для обозначения оболочки или другого кожуха, охватывающего резервуар для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагреватель.

[0048] Как показано в некоторых примерах, резервуар 218 может сообщаться по текучей среде с элементом 222 для переноса жидкости, выполненным с возможностью впитывания или переноса иным способом композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в кожухе резервуара, к нагревателю 220 (иногда называемому нагревательным элементом). В некоторых примерах клапан может быть расположен между резервуаром и нагревателем и выполнен с возможностью управления количеством композиции предшественника аэрозоля, пропущенным или доставленным из резервуара к нагревателю.

[0049] Различные примеры материалов, выполненных с возможностью выработки тепла, когда к ним подается электрический ток, могут быть использованы для формирования нагревателя 220. Нагреватель в указанных примерах может быть резистивным нагревательным элементом, таким как проволочная спираль, микронагреватель и тому подобное. Примеры материалов, из которых может быть выполнена проволочная спираль, включают фехраль (FeCrAl), нихром, нержавеющую сталь, дисилицид молибдена (MoSi₂), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена легированный алюминием (Mo(Si,Al)₂), графит и материалы на основании графита (например, пеноматериалы и нити на основании углерода) и керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Примеры реализаций нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с раскрытием настоящего изобретения, дополнительно описаны ниже, и могут быть включены в устройства, как показаны на ФИГ. 2, как описано в настоящем документе.

[0050] Отверстие 224 может находиться в оболочке 216 картриджа (например, на кончике мундштука), чтобы обеспечить выход образованного аэрозоля из картриджа 104.

[0051] Картридж 104 также может содержать один или более электронных компонентов 226, которые могут содержать интегральную схему, компонент памяти, датчик или тому подобное. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью сообщения с компонентом 208 управления и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте в картридже или его основании 228.

[0052] Хотя компонент 208 управления и датчик 210 потока показаны отдельно, следует понимать, что компонент управления и датчик потока могут быть скомбинированы в виде электронной монтажной платы с датчиком потока воздуха, прикрепленным непосредственно к ней. Также электронная монтажная плата может быть расположена горизонтально относительно иллюстрации на Фиг. 1, на которой электронная монтажная плата может быть продольно параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой основной элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых примерах может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая монтажная плата может быть скомбинирована с подложкой нагревателя, наложена в виде слоя или образовывать часть или всю подложку нагревателя, как дополнительно описано ниже.

[0053] Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью способствования взаимодействию по текучей среде друг с другом. Как показано на Фиг. 2, управляющий корпус может содержать соединитель 230, имеющий полость 232 в нем. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью сцепления с соединителем и может содержать выступ 234, выполненный с возможностью установки в полости. Такое взаимодействие может способствовать стабильному соединению между управляющим корпусом и картриджем, а также устанавливать электрическое соединение между источником 212 питания и компонентом 208 управления в управляющем корпусе и нагревателе 220 в картридже. Также оболочка 206 управляющего корпуса может содержать воздухозаборник 236, который может представлять собой выемку в оболочке, в которой он соединен с соединителем, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг соединителя в оболочку, где он затем проходит через полость 232 соединителя в картридж через выступ 234.

[0054] Соединитель и основание, используемые в соответствии с раскрытием настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель 230, показанный на Фиг. 2, может образовывать внешнюю периферию 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 240 основания 228. В одном примере внутренняя периферия основания может определять радиус, который по существу равен или немного больше радиуса внешней периферии соединителя. Также соединитель может образовывать один или более выступов 242 на внешней периферии, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 244, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и соединителем управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других примерах указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или многоразовыми.

[0055] В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или по существу трубчатой формы, или по существу цилиндрической формы. В других примерах охвачены другие формы и размеры, например, прямоугольные или треугольные в поперечном сечении, многогранные формы или тому подобное.

[0056] Резервуар 218, показанный на Фиг. 2, может представлять собой контейнер или волокнистый резервуар, как описано в настоящем документе. Например, в данном примере резервуар может содержать один или более слоев нетканого волокна и может быть по существу образован в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 216 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре. Жидкие компоненты, например, могут сорбционно удерживаться в резервуаре. Резервуар может быть соединен по текучей среде с элементом 222 для переноса жидкости. В указанном примере элемент для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре, посредством капиллярного действия к нагревателю 222, который представляет собой спираль металлической проволоки. Как правило, нагреватель расположен в устройстве для нагрева с элементом для переноса жидкости. Варианты реализации емкостей и элементов для переноса, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы для переноса могут быть включены в устройства, показанные на Фиг. 2, как описано в данном документе. В частности, конкретные комбинации нагревательных элементов и элементов для переноса могут быть включены в устройства, показанные на Фиг. 2, как дополнительно описано ниже.

[0057] При использовании, когда пользователь осуществляет затяжку на устройстве 100 доставки аэрозоля, поток воздуха обнаруживают посредством датчика 210 потока, а нагреватель 220 приводят в действие для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Осуществление втягивания через мундштук устройства доставки аэрозоля вызывает вход воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 236 и его проход через полость 232 в соединителе 230 и центральное отверстие выступа 234 основания 228. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром с образованием аэрозоля. Аэрозоль удаляется при высасывании, вытягивании или при осуществлении затяжки иным способом из нагревателя и выходит из отверстия 224 в мундштуке устройства доставки аэрозоля.

[0058] В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может содержать множество дополнительных программно-управляемых функций. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать схему защиты источника питания, выполненную с возможностью обнаружения входа источника питания, вывода температуры источника питания, нагрузки на клеммы источника питания и входа зарядки. Схема защиты источника питания может содержать защиту от короткого замыкания, максимальный ток зарядки, блокировку под напряжением и/или защиту от перегрузки напряжения. Устройство доставки аэрозоля также может содержать компоненты для измерения температуры окружающей среды, а его компонент 208 управления может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения зарядки источника питания, в частности любой батареи, если температура окружающей среды ниже определенной температуры (например, 0°С) или выше определенной температуры (например, 45°С) перед началом зарядки или во время зарядки.

[0059] Подача электроэнергии из источника 212 питания может изменяться в ходе каждой затяжки на устройстве 100 в соответствии с механизмом управления электроэнергией. Устройство может содержать таймер безопасности «долгой затяжки», так что в случае, если пользователь или неисправность компонента (например, датчика 210 потока) заставит устройство попытаться выполнить непрерывную затяжку, компонент 208 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки спустя некоторый период времени (например, четыре секунды). Также время между затяжками на устройстве может быть ограничено величиной меньше, чем заданный период времени (например, 100 секунд). Контрольный таймер безопасности может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его компонент управления или программное обеспечение, работающее на нем, становится нестабильным и не обслуживает таймер в течение соответствующего интервала времени (например, восьми секунд). Дополнительная безопасность может быть обеспечена в случае неисправного или иным способом не действующего датчика 210 потока, например, посредством постоянного отключения устройства доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагрева. Ограничивающий затягивание выключатель может деактивировать устройство в случае ошибки датчика давления, в результате которой устройство будет непрерывно работать без остановки после четырех секунд максимального времени затяжки.

[0060] Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать алгоритм отслеживания затяжки, выполненный с возможностью отключения нагревателя, как только будет достигнуто определенное количество затяжек для присоединенного картриджа (основано на количестве доступных затяжек, рассчитанном с учетом дозы электронной жидкости в картридже). Оно может также содержать датчик уровня фактически ближней жидкости или датчик уровня жидкости в реальном времени, как описано в заявке на патент США №15/261,307 под авторством Sur и др., поданной 9 сентября 2016, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Устройство доставки аэрозоля может включать в себя функцию спящего режима, режима ожидания или режима пониженного энергопотребления, при котором подача электроэнергии может быть автоматически отключена после определенного периода неиспользования. Дополнительная безопасность может быть обеспечена тем, что все циклы зарядки/разрядки источника 212 питания могут отслеживаться посредством компонента 208 управления в течение его срока службы. После того как источник питания достиг эквивалента заранее определенного количества (например, 200) циклов полной разрядки или полной зарядки, он может быть объявлен истощенным, а компонент управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения дальнейшей зарядки источника питания.

[0061] Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения могут быть выбраны из компонентов, описанных в уровне техники и доступных на рынке. Примеры батарей, которые могут быть использованы согласно изобретению, описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[0062] Устройство 100 доставки аэрозоля может также содержать датчик 210 или другой датчик или чувствительный элемент для управления подачей электроэнергии к нагревателю 220, когда требуется выработка аэрозоля (например, во время затяжки в процессе эксплуатации). Таким образом, например, обеспечен метод или способ отключения электроэнергии нагревателя, когда устройство доставки аэрозоля не задействовано в процессе эксплуатации, и для включения электроэнергии для приведения в действие или запуска выработки тепла посредством нагревателя во время затяжки. Дополнительные характерные типы чувствительных и обнаруживающих механизмов, их структура и конфигурация, их компоненты и общие способы их работы описаны в патенте США №5,261,424 под авторством Sprinkel, Jr., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., и в публикации патентной заявки РСТ № WO 2010/003480 под авторством Flick, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0063] Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит компонент 208 управления или другой механизм управления для управления количеством электроэнергии, подаваемой к нагревателю 220 во время затяжки. Характерные типы электронных компонентов, их структура и конфигурация, их признаки и общие способы их работы описаны в патенте США №4,735,217 под авторством Gerth и др., в патенте США №4,947,874 под авторством Brooks и др., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №7,040,314 под авторством Nguyen и др., в патенте США №8,205,622 под авторством Pan, в публикации заявки на патент США №2009/0230117 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2014/0060554 под авторством Collet и др., в публикации заявки на патент США №2014/0270727 под авторством Ampolini и др., и в заявке на патент США №14/209,191 под авторством Henry и др., поданной 13 марта 2014, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0064] Характерные типы подложек, резервуаров или других компонентов для поддержки предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8,528,569 под авторством Newton, в публикации заявки на патент США №2014/0261487 под авторством Chapman и др., в заявке на патент США №14/011,992 под авторством Davis и др., поданной 28 августа 2013, и в заявке на патент США №14/170,838 под авторством Bless и др., поданной 3 февраля 2014, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные впитывающие материалы, а также конструкция и работа данных впитывающих материалов в определенных типах электронных сигарет приведены публикации заявки на патент США №2014/0209105 под авторством Sears и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[0065] Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, к примеру, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Характерные типы компонентов и составов предшественника аэрозоля также известны и охарактеризованы в патенте США №7,217,320 под авторством Robinson и др., и в публикациях заявок на патент США №2013/0008457 под авторством Zheng и др.,; №2013/0213417 под авторством Chong и др.,; №2014/0060554 под авторством Collett и др.,; №2015/0020823 под авторством Lipowicz и др.,; и №2015/0020830 под авторством Koller, а также WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE® компании R. J. Reynolds Vapor Company, в продукт BLUTM компании Imperial Tobacco Group PLC, в продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и в продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC.

[0066] Дополнительные характерные типы компонентов, которые подают визуальные сигналы или индикаторы, могут быть использованы в устройстве 100 доставки аэрозоля, такие как визуальные индикаторы и связанные компоненты, слуховые индикаторы, тактильные индикаторы и тому подобное. Примеры подходящих компонентов светоизлучающих диодов, а также их конструкция и использование описаны в патенте США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др., в патенте США №8,499,766 под авторством Newton, в патенте США №8,539,959 под авторством Scatterday, и в заявке на патент США №14/173,266 под авторством Sears и др., поданной 5 февраля 2014, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0067] Другие признаки, средства управления или компоненты, которые могут содержаться в устройствах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в патенте США №5,967,148 под авторством Harris и др., в патенте США №.5,934,289 под авторством Watkins и др., в патенте США №5,954,979 под авторством Counts и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №8,365,742 под авторством Hon, в патенте США №8,402,976 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2005/0016550 под авторством Katase, в публикации заявки на патент США №2010/0163063 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2013/0192623 под авторством Tucker и др., в публикации заявки на патент США №2013/0298905 под авторством Leven и др., в публикации заявки на патент США №2013/0180553 под авторством Kim и др., в публикации заявки на патент США №2014/0000638 под авторством Sebastian и др., в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., и в публикации заявки на патент США №2014/0261408 под авторством DePiano и др., все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0068] Компонент 208 управления содержит множество электронных компонентов и в некоторых примерах может быть образован на печатной монтажной плате, которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Электронные компоненты могут содержать микропроцессор или ядро процессора и память. В некоторых примерах компонент управления может содержать микроконтроллер с интегрированным ядром процессора и памятью, и может дополнительно содержать одно или более интегрированных внешних устройств ввода/вывода. В некоторых примерах компонент управления может быть связан с интерфейсом связи для обеспечения беспроводного соединения с одной или более сетями, вычислительными устройствами или другими устройствами на подходящей основе. Примеры подходящих интерфейсов связи раскрыты в заявке на патент США №14/638,562, под авторством Marion и др., поданной 4 марта 2015 г., содержание которой полностью включено посредством ссылки. И примеры подходящих методов, согласно которым устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводного соединения, раскрыты в заявке на патент США №14/327,776 под авторством Ampolini и др., поданной 10 июля 2014, и в заявке на патент США №14/609,032 под авторством Henry, Jr. и др., поданной 29 января 2015, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[0069] В соответствии с некоторыми примерами реализаций источник 212 питания управляющего корпуса 102 может представлять собой суперконденсатор, который имеет гофрированную структуру на основе графена, или содержать его. В некоторых примерах суперконденсатор может быть микроскопическим суперконденсатором, который имеет по существу небольшую толщину, например, толщину не более десяти (10) микрометров (мкм). Примеры подходящих суперконденсаторов раскрыты в патентах США №6,621,687 под авторством Lewis и др. и №7,852,612 под авторством Zhao, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0070] Как показано на ФИГ. 3, источник 212 питания может быть соединен с электрической нагрузкой 302, которая содержит различные компоненты управляющего корпуса 102, а также различные компоненты картриджа 104, такие как нагреватель 222, когда управляющий корпус соединен с картриджем. В этих примерах источник питания может содержать суперконденсатор SC, выполненный с возможностью подачи питания к нагревателю для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. В некоторых примерах плотность энергии суперконденсатора составляет не менее ста пятидесяти (150) ватт на сантиметр кубический (Вт/см³), а постоянная времени составляет не более двадцати (20) микросекунд (мкс). Следует отметить, что хотя примеры реализаций приведены со ссылкой на один суперконденсатор, источник питания может содержать множество суперконденсаторов, включающее суперконденсатор, соединенный параллельно.

[0071] На ФИГ. 3 также показано, что в некоторых примерах источник 212 питания может также содержать перезаряжаемую тонкопленочную твердотельную батарею SSB, выполненную с возможностью соединения с перезаряжаемым суперконденсатором SC и с возможностью зарядки от него. В этих примерах источник питания может быть выполнен с возможностью питания нагревателя 222 от тонкопленочной твердотельной батареи. В дополнительном или альтернативном варианте реализации, в некоторых примерах, суперконденсатор может быть выполнен с возможностью соединения с источником энергии Е и с возможностью зарядки от него, как показано на ФИГ. 4. Источник энергии может представлять собой, например, зарядное устройство с универсальной последовательной шиной (USB), такое как версия USB 2.0 или версия USB 3.0, настенное зарядное устройство, фотоэлектрический элемент (например, солнечный фотоэлемент на арсениде галлия) или пьезоэлектрический источник энергии или тому подобное, или содержать их.

[0072] Следует отметить, что, несмотря на то, что суперконденсатор SC показан как выполненный отдельно от источника энергии Е и с возможностью соединения с ним, суперконденсатор может быть выполнен за одно целое с источником энергии. Например, в некоторых примерах реализаций суперконденсатор может быть выполнен за одно целое с фотоэлектрическим элементом (например, арсенид галлия с 28% эффективностью) или с пьезоэлектрическим источником энергии. Примеры подходящих пьезоэлектрических источников энергии раскрыты в патенте США №8,421,313 под авторством Shih и др. и в заявке на патент США №2014/0285067 под авторством Li и др., каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0073] Как указано выше, суперконденсатор SC источника 212 питания может иметь гофрированную структуру на основе графена или может представлять собой конденсатор с двойным электрическим слоем или электрический конденсатор с диэлектрическим слоем. На ФИГ. 5 более подробно показана подходящая гофрированная структура 500 суперконденсатора на основе графена. Как показано на чертеже, гофрированная структура на основе графена может содержать два слоя графена 502 толщиной в один атом, каждый из которых содержит сотовидную решетку атомов 504 углерода. Гофрированная структура может также содержать слои графена, имеющие размещенный между ними электролит 506. Электролит может представлять собой сепаратор из твердого электролита, ионогеля или гидрогеля, который расположен между двумя слоями графена толщиной в один атом, и имеет толщину не более ста пятидесяти (150) микрометров (мкм). Таким образом, промежуточное расстояние между двумя слоями графена толщиной в один атом может составлять не более 150 мкм. Внешняя поверхность каждого слоя графена может быть сцеплена с соответствующей гибкой подложкой 508.

[0074] На ФИГ. 2 также показано, что в альтернативном варианте реализации компонент 208 управления управляющего корпуса 102 может содержать аналоговый электронный компонент, выполненный с возможностью направления постоянного тока от источника 212 питания к нагревателю 222 в ответ на ввод пользователя. В некоторых примерах постоянный ток может быть задан путем регулирования значения сопротивления пары резисторов, используемых для обнаружения постоянного тока линейного регулятора. В частности, аналоговый электронный компонент может, в ответ на ввод пользователя, быть выполнен с возможностью приема тока от суперконденсатора SC, и, таким образом, направления постоянного тока к нагревателю 222 и, таким образом, обеспечения активации и испарения нагревателем компонентов композиции предшественника аэрозоля в ответ на ввод пользователя. В частности, аналоговый электронный компонент может быть выполнен с возможностью направления постоянного тока к нагревателю независимо от цифрового процессора, например, без необходимости использования цифрового процессора для инициирования или в другом случае дальнейшего влияния на направление постоянного тока к нагревателю, как описано в заявке на патент США №15/261,336 под авторством Sur и др., поданной 9 сентября 2016, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[0075] Вышеприведенное описание использования изделия (изделий) может быть применено к различным примерам реализаций, описанным в настоящем документе, посредством незначительных преобразований, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Приведенное выше описание использования, однако, не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии (изделиях), как показано на ФИГ. 15, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения.

[0076] Множество модификаций и других вариантов реализации настоящего изобретения, приведенные в настоящем документе, будут очевидны специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение, использующему раскрытия, представленные в вышеприведенном описании и на прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено раскрытыми конкретными вариантами реализации и предусмотрено, что модификации и другие варианты реализации включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Более того, хотя вышеприведенные описание и сопутствующие чертежи раскрывают примеры реализаций в контексте определенных примеров комбинаций элементов и/или функций, следует понимать, что различные комбинации элементов и/или функций могут быть обеспечены в альтернативных вариантах реализации без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В этом отношении, например, также подразумеваются комбинации элементов и/или функций, отличные от тех, которые явно описаны выше, как это может быть указано в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Хотя в настоящем документе используются определенные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Заявлена группа изобретений: устройство доставки аэрозоля и управляющий корпус для устройства доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит по меньшей мере один кожух, который образует резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и содержит нагревательный элемент и источник питания внутри по меньшей мере одного кожуха. Нагревательный элемент выполнен управляемым для активирования и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Источник питания выполнен с возможностью питания нагревательного элемента для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Источник питания содержит суперконденсатор, имеющий гофрированную структуру на основе графена. Перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с источником энергии и с возможностью зарядки от него, при этом источник питания также содержит перезаряжаемую тонкопленочную твердотельную батарею, выполненную с возможностью соединения с перезаряжаемым суперконденсатором и с возможностью зарядки от него, причем выполнение источника питания с возможностью подачи питания к распылителю включает его выполнение с возможностью подачи питания от тонкопленочной твердотельной батареи к распылителю. Технический результат заключается в обеспечении батареи с высоким импедансом, в то же время избегая проблем, связанных с использованием источника питания с высоким импедансом. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее по меньшей мере один кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и содержащиеся внутри указанного по меньшей мере одного кожуха распылитель, выполненный управляемым для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и источник питания, выполненный с возможностью питания распылителя для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем источник питания содержит перезаряжаемый суперконденсатор, имеющий гофрированную структуру на основе графена, а перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с источником энергии и с возможностью зарядки от него, при этом источник питания также содержит перезаряжаемую тонкопленочную твердотельную батарею, выполненную с возможностью соединения с перезаряжаемым суперконденсатором и с возможностью зарядки от него, причем выполнение источника питания с возможностью подачи питания к распылителю включает его выполнение с возможностью подачи питания от тонкопленочной твердотельной батареи к распылителю.

2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором источник питания содержит множество перезаряжаемых суперконденсаторов, включающее перезаряжаемый суперконденсатор, соединенный параллельно.

3. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором источник энергии представляет собой зарядное устройство с универсальной последовательной шиной (USB), настенное зарядное устройство, фотоэлектрический элемент или пьезоэлектрический источник энергии или содержит их.

4. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с источником энергии, содержащим фотоэлектрический элемент или пьезоэлектрический источник энергии.

5. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором гофрированная структура на основе графена содержит два слоя графена толщиной в один атом и размещенный между ними электролит, причем каждый из двух слоев графена толщиной в один атом имеет внешнюю поверхность, сцепленную с гибкой подложкой.

6. Устройство доставки аэрозоля по п. 5, в котором толщина перезаряжаемого суперконденсатора составляет не более десяти (10) микрометров (мкм), промежуточное расстояние между двумя слоями графена толщиной в один атом составляет не более ста пятидесяти (150) микрометров (мкм), и толщина электролита составляет не более 150 мкм.

7. Устройство доставки аэрозоля по п. 5, в котором каждый из двух слоев графена толщиной в один атом содержит сотовидную решетку атомов углерода.

8. Устройство доставки аэрозоля по п. 5, в котором электролит между двумя слоями графена толщиной в один атом представляет собой сепаратор из твердого электролита.

9. Устройство доставки аэрозоля по п. 5, в котором электролит представляет собой ионогелевый электролит или гидрогелевый электролит.

10. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором плотность энергии перезаряжаемого суперконденсатора составляет не менее ста пятидесяти (150) ватт на сантиметр кубический (Вт/см³), а постоянная времени составляет не более двадцати (20) микросекунд (мкс).

11. Управляющий корпус для устройства доставки аэрозоля, соединённый или выполненный с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причём картридж содержит композицию предшественника аэрозоля и оснащён распылителем, выполненным с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, управляющий корпус содержит кожух и источник питания, содержащийся внутри кожуха и выполненный с возможностью питания распылителя для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем источник питания содержит перезаряжаемый суперконденсатор, имеющий гофрированную структуру на основе графена, а перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с источником энергии и с возможностью зарядки от него, при этом источник питания также содержит перезаряжаемую тонкопленочную твердотельную батарею, выполненную с возможностью соединения с перезаряжаемым суперконденсатором и с возможностью зарядки от него, причем выполнение источника питания с возможностью подачи питания к распылителю включает его выполнение с возможностью подачи питания от перезаряжаемой тонкопленочной твердотельной батареи к распылителю.

12. Управляющий корпус по п. 11, в котором источник питания содержит множество перезаряжаемых суперконденсаторов, включающее перезаряжаемый суперконденсатор, соединенный параллельно.

13. Управляющий корпус по п. 11, в котором источник энергии представляет собой зарядное устройство c универсальной последовательной шиной (USB), настенное зарядное устройство, фотоэлектрический элемент или пьезоэлектрический источник энергии или содержит их.

14. Управляющий корпус по п. 11, в котором перезаряжаемый суперконденсатор выполнен за одно целое с источником энергии, содержащим фотоэлектрический элемент или пьезоэлектрический источник энергии.

15. Управляющий корпус по п. 11, в котором гофрированная структура на основе графена содержит два слоя графена толщиной в один атом и размещенный между ними электролит, причем каждый из двух слоев графена толщиной в один атом имеет внешнюю поверхность, сцепленную с гибкой подложкой.

16. Управляющий корпус по п. 15, в котором толщина перезаряжаемого суперконденсатора составляет не более десяти (10) микрометров (мкм), промежуточное расстояние между двумя слоями графена толщиной в один атом составляет не более ста пятидесяти (150) микрометров (мкм), и толщина электролита составляет не более 150 мкм.

17. Управляющий корпус по п. 15, в котором каждый из двух слоев графена толщиной в один атом содержит сотовидную решетку атомов углерода.

18. Управляющий корпус по п. 15, в котором электролит между двумя слоями графена толщиной в один атом представляет собой сепаратор из твердого электролита.

19. Управляющий корпус по п. 15, в котором электролит представляет собой ионогелевый электролит или гидрогелевый электролит.

20. Управляющий корпус по п. 11, в котором плотность энергии перезаряжаемого суперконденсатора составляет не менее ста пятидесяти (150) ватт на сантиметр кубический (Вт/см³), а постоянная времени составляет не более двадцати (20) микросекунд (мкс).