УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВА РАСПЫЛИТЕЛЯ В СБОРЕ Российский патент 2022 года по МПК A24F47/00 B05B17/00 

Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему первый распылитель в сборе, содержащий первый сетчатый элемент, и второй распылитель в сборе, содержащий второй сетчатый элемент. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль.

Известны портативные электрические системы, генерирующие аэрозоль, которые состоят из источника питания, содержащего батарею и электронную схему управления, и картриджа, содержащего источник жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в источнике хранения, и электрического распылителя в сборе. В некоторых примерах распылитель в сборе может содержать электрический нагревательный элемент для генерирования аэрозоля путем нагревания и испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Некоторые устройства содержат распылитель в сборе, содержащий сетчатый элемент, образующий одно или более сопел, при этом устройство выполнено с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на одну сторону сетчатого элемента. Сетчатый элемент может вибрировать при подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля путем проталкивания капель жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через сопла. Такое конструктивное исполнение можно назвать активным сетчатым элементом.

В альтернативных конструктивных исполнениях может содержаться исполнительное устройство, выполненное с возможностью вызывать вибрацию сетчатого элемента при подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для проталкивания капель жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через сопла. Такое конструктивное исполнение можно назвать пассивным сетчатым элементом.

Распылитель в сборе, содержащий сетчатый элемент, будет демонстрировать минимальный размер капель, который может быть образован распылителем в сборе для конкретного жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Размер капель может влиять на доставку в легкие превращенного в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Например, капли более мелкого размера обычно доставляются глубже в легочную систему.

Было бы желательно предусмотреть устройство, генерирующее аэрозоль, которое способствует оптимизированной доставке жидкого субстрата, образующего аэрозоль, пользователю.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее первый распылитель в сборе, содержащий первый сетчатый элемент, при этом первый сетчатый элемент образует множество первых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр, равный или меньший чем приблизительно 2,5 микрометра. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит второй распылитель в сборе, содержащий второй сетчатый элемент, при этом второй сетчатый элемент образует множество вторых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр от приблизительно 3 микрометров до приблизительно 10 микрометров. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит первый соединитель устройства, предназначенный для вмещения первого резервуара для жидкости и выполненный с возможностью подачи первой жидкости из первого резервуара для жидкости в первый распылитель в сборе. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит второй соединитель устройства, предназначенный для вмещения второго резервуара для жидкости и выполненный с возможностью подачи второй жидкости из второго резервуара для жидкости во второй распылитель в сборе.

В контексте данного документа термин «сопло» относится к проему, щели или отверстию в сетчатом элементе, которые обеспечивают проход для перемещения жидкости через сетчатый элемент.

Авторы настоящего изобретения определили, что для некоторых компонентов жидкого субстрата, образующего аэрозоль, таких как никотин, желательно генерировать аэрозоль с размером капель меньше чем приблизительно 3 микрометра, чтобы увеличить или максимально увеличить доставку в легкие. Однако авторы настоящего изобретения дополнительно определили, что для некоторых жидких субстратов, образующих аэрозоль, содержащих другие компоненты, такие как вещества для образования аэрозоля и ароматизаторы в высоких концентрациях, высокая вязкость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, затрудняет генерирование капель аэрозоля размером меньше чем приблизительно 3 микрометра. Например, при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с высокой вязкостью в комбинации с сетчатым элементом, содержащим сопла, каждое из которых имеет минимальный диаметр меньше чем приблизительно 3 микрометра, давление, требуемое для проталкивания жидкости через сопла, является непрактично высоким.

Устройства, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат первый распылитель в сборе, содержащий первый сетчатый элемент, имеющий множество первых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр, равный или меньший чем приблизительно 2,5 микрометра. Устройства, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению также содержат второй распылитель в сборе, содержащий второй сетчатый элемент, имеющий множество вторых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр от приблизительно 3 микрометров до приблизительно 10 микрометров.

Преимущественно первый распылитель в сборе способствует генерированию капель аэрозоля, имеющих размер меньше чем приблизительно 3 микрометра.

Преимущественно второй распылитель в сборе способствует генерированию капель аэрозоля, имеющих размер больше чем приблизительно 3 микрометра.

Преимущественно первый распылитель в сборе может быть использован для превращения в аэрозоль первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, имеющего относительно низкую вязкость. Преимущественно первый распылитель в сборе может быть использован для генерирования капель аэрозоля, имеющих размер меньше чем приблизительно 3 микрометра, где доставка в легкие первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, является желательной. Например, первый распылитель в сборе может быть использован для превращения в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль, содержащего никотин и относительно высокое содержание воды.

Преимущественно второй распылитель в сборе может быть использован для одновременного превращения в аэрозоль второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, имеющего относительно высокую вязкость. Например, второй распылитель в сборе может быть использован для превращения в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль, содержащего вещество для образования аэрозоля и относительно низкое содержание воды. Преимущественно сопла большего размера второго сетчатого элемента по сравнению с первым сетчатым элементом уменьшают или минимизируют давление, требуемое для превращения в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с относительно высокой вязкостью.

Преимущественно второй распылитель в сборе может быть использован для генерирования капель аэрозоля, имеющих размер больше чем приблизительно 3 микрометра, где доставка в легкие второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, не является необходимой и доставка в ротовую полость является достаточной или желательной. Например, второй распылитель в сборе может быть использован для превращения в аэрозоль жидкого субстрата, образующего аэрозоль, содержащего ароматизатор для доставки в ротовую полость. Как правило, жидкие субстраты, образующие аэрозоль, содержащие ароматизатор, характеризующийся относительно высокой вязкостью. Следовательно, преимущественно сопла большего размера второго сетчатого элемента особенно подходят для превращения в аэрозоль жидких субстратов, образующих аэрозоль, содержащих ароматизатор.

Предпочтительно каждое из первых сопел имеет минимальный диаметр приблизительно 2 микрометра.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать по меньшей мере один электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания по меньшей мере одного из первой жидкости, подаваемой первым соединителем устройства из первого резервуара для жидкости, и второй жидкости, подаваемой вторым соединителем устройства из второго резервуара для жидкости. Преимущественно нагревание жидкости может снизить вязкость жидкости. Преимущественно уменьшение вязкости жидкости может уменьшить или минимизировать размер капель воды, образующихся при проталкивании жидкости через сопла сетчатого элемента. Преимущественно уменьшение вязкости жидкости может уменьшить или минимизировать давление, требуемое для проталкивания жидкости через сопла сетчатого элемента.

По меньшей мере один электрический нагревательный элемент может содержать первый электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания первой жидкости, подаваемой первым соединителем устройства из первого резервуара для жидкости, и второй электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания второй жидкости, подаваемой вторым соединителем устройства из второго резервуара для жидкости.

Первый электрический нагревательный элемент может быть расположен на поверхности первого сетчатого элемента. Второй электрический нагревательный элемент может быть расположен на поверхности второго сетчатого элемента.

Каждый из первого электрического нагревательного элемента и второго электрического нагревательного элемента может содержать нагревательный элемент микроэлектромеханической системы.

Каждый электрический нагревательный элемент может содержать адгезионный слой. Адгезионный слой может способствовать приклеиванию электрического нагревательного элемента к поверхности соответствующего сетчатого элемента. Адгезионный слой может содержать металл. Адгезионный слой может содержать тантал.

Каждый электрический нагревательный элемент может содержать одну или более резистивных нагревательных дорожек. Одна или более резистивных нагревательных дорожек могут содержать металл. Одна или более резистивных нагревательных дорожек могут содержать по меньшей мере одно из платины, никеля и поликремния.

Каждый электрический нагревательный элемент может содержать пассивирующий слой. Пассивирующий слой может содержать по меньшей мере одно из оксида металла и нитрида металла. Пассивирующий слой может содержать по меньшей мере одно из нитрида кремния, диоксида кремния, диоксида титана и оксида алюминия.

Первый распылитель в сборе может содержать первый упругодеформируемый элемент и первую полость, расположенную между первым сетчатым элементом и первым упругодеформируемым элементом. Первый распылитель в сборе может также содержать первое впускное отверстие для жидкости для обеспечения подачи первой жидкости, подлежащей распылению, в первую полость и первое исполнительное устройство, выполненное с возможностью сообщения колебаний первому упругодеформируемому элементу.

Второй распылитель в сборе может содержать второй упругодеформируемый элемент и вторую полость, расположенную между вторым сетчатым элементом и вторым упругодеформируемым элементом. Второй распылитель в сборе может также содержать второе впускное отверстие для жидкости для обеспечения подачи второй жидкости, подлежащей распылению, во вторую полость и второе исполнительное устройство, выполненное с возможностью сообщения колебаний второму упругодеформируемому элементу.

Во время использования жидкость, подлежащая распылению каждым распылителем в сборе, подается в полость через впускное отверстие для жидкости. Исполнительное устройство сообщает колебания упругодеформируемому элементу, проталкивая по меньшей мере часть жидкости внутри полости через по меньшей мере один канал и по меньшей мере одно сопло сетчатого элемента. Жидкость, проталкиваемая через по меньшей мере одно сопло сетчатого элемента, образует по меньшей мере одну каплю. Импульс силы жидкости, проталкиваемой через по меньшей мере одно сопло с образованием по меньшей мере одной капли, уносит по меньшей мере одну каплю от сетчатого элемента. Следовательно, во время использования каждый распылитель в сборе генерирует аэрозоль, содержащий капли жидкости, выталкиваемые через сетчатый элемент.

Каждый распылитель в сборе может содержать одну или более стенок, по меньшей мере частично образующих полость между сетчатым элементом и упругодеформируемым элементом. Каждый распылитель в сборе может содержать по меньшей мере одну боковую стенку. Полость может быть ограничена сетчатым элементом, упругодеформируемым элементом и по меньшей мере одной боковой стенкой. Впускное отверстие для жидкости может проходить через по меньшей мере одну боковую стенку.

Полость каждого распылителя в сборе может иметь любую подходящую форму и размер. Полость каждого распылителя в сборе может быть по существу цилиндрической.

Предпочтительно каждое исполнительное устройство выполнено с возможностью сообщения колебаний упругодеформируемому элементу по направлению к сетчатому элементу и от него. Предпочтительно упругодеформируемый элемент расположен напротив сетчатого элемента.

Каждое исполнительное устройство может включать исполнительное устройство любого подходящего типа. Каждое исполнительное устройство может содержать пьезоэлектрический элемент.

Каждый распылитель в сборе может содержать элемент предварительной нагрузки, выполненный с возможностью сжатия исполнительного устройства между элементом предварительной нагрузки и упругодеформируемым элементом. Каждый элемент предварительной нагрузки может быть регулируемым для изменения сжатия исполнительного устройства между элементом предварительной нагрузки и упругодеформируемым элементом. Каждый элемент предварительной нагрузки может быть регулируемым. Каждый элемент предварительной нагрузки может содержать винт. Каждый элемент предварительной нагрузки может быть регулируемым вручную. Каждый элемент предварительной нагрузки может быть регулируемым автоматически. Каждый распылитель в сборе может содержать двигатель, выполненный с возможностью перемещения элемента предварительной нагрузки для изменения сжатия исполнительного устройства между элементом предварительной нагрузки и упругодеформируемым элементом.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей питания от источника питания на каждое из первого исполнительного устройства и второго исполнительного устройства. Во время использования контроллер управляет подачей питания от источника питания на каждое из первого и второго исполнительных устройств для выталкивания капель жидкости через первый и второй сетчатые элементы, как описано в данном документе.

В вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит по меньшей мере один электрический нагревательный элемент, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью управления подачей питания от источника питания на по меньшей мере один электрический нагревательный элемент. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью нагревания по меньшей мере одного электрического нагревательного элемента во время использования до температуры от приблизительно 20 градусов Цельсия до приблизительно 100 градусов Цельсия. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью нагревания по меньшей мере одного электрического нагревательного элемента во время использования до температуры от приблизительно 70 градусов Цельсия до приблизительно 90 градусов Цельсия. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью нагревания по меньшей мере одного электрического нагревательного элемента во время использования до температуры приблизительно 80 градусов Цельсия.

Источник питания может представлять собой источник постоянного напряжения. В предпочтительных вариантах осуществления источник питания является батареей. Например, источник 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. Источник питания может альтернативно быть другим видом устройства накопления заряда, таким как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, которая обеспечивает возможность хранения количества энергии, достаточного для использования устройства, генерирующего аэрозоль, со множеством резервуаров для жидкости.

Каждый из первого и второго соединителей устройства может содержать по меньшей мере одно из следующего: штыковой соединитель, винтовой соединитель, магнитный соединитель и соединитель с посадкой с натягом.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус. Предпочтительно первый и второй распылители в сборе, контроллер и источник питания расположены внутри корпуса. Первый и второй соединители устройства могут быть расположены внутри корпуса.

Корпус может состоять из любого подходящего материала или комбинации материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Материал может быть легким и нехрупким.

Корпус может образовывать камеру для аэрозоля, выполненную с возможностью вмещения капель жидкости, выталкиваемых из первого и второго сетчатых элементов во время использования устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль содержит впускное отверстие для воздуха, сообщающееся по текучей среде с камерой для аэрозоля. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль содержит выпускное отверстие для воздуха, сообщающееся по текучей среде с камерой для аэрозоля.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием для воздуха. Мундштук может быть выполнен за одно целое с корпусом. Мундштук может быть выполнен с возможностью отсоединения от корпуса.

Во время использования пользователь выполняет затяжку через мундштук, чтобы втянуть воздух в камеру для аэрозоля через впускное отверстие для воздуха. Воздух протекает через камеру для аэрозоля, в которой капли жидкости, выталкиваемые из первого и второго сетчатых элементов, захватываются воздушным потоком с образованием аэрозоля. Аэрозоль выходит из камеры для аэрозоля через выпускное отверстие для воздуха и доставляется пользователю через мундштук.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик для обнаружения потока воздуха, указывающего на то, что пользователь делает затяжку. Датчик потока воздуха может представлять собой электромеханическое устройство. Датчик потока воздуха может представлять собой датчик на основе любого из следующего: механического устройства, оптического устройства, оптико-механического устройства и микроэлектромеханических систем (MEMS). Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи питания от источника питания на исполнительное устройство каждого распылителя в сборе в ответ на сигнал от датчика потока воздуха, указывающий на то, что пользователь делает затяжку.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать управляемый вручную переключатель для инициирования затяжки пользователем. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи питания от источника питания на исполнительное устройство каждого распылителя в сборе в ответ на сигнал от переключателя, управляемого вручную.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит индикатор для указания того, что питание подается от источника питания на исполнительное устройство каждого распылителя в сборе. Индикатор может содержать световой индикатор, выполненный с возможностью свечения, когда питание подается от источника питания на исполнительное устройство каждого распылителя в сборе.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из внешнего штекера или разъема и по меньшей мере один внешний электрический контакт, позволяющие соединять устройство, генерирующее аэрозоль, с другим электрическим устройством. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать USB-штекер или USB-разъем, чтобы позволить соединить устройство, генерирующее аэрозоль, с другим устройством, снабженным USB. USB-штекер или USB-разъем может обеспечивать возможность соединения устройства, генерирующего аэрозоль, с зарядным USB-устройством для зарядки перезаряжаемого источника питания в устройстве, генерирующем аэрозоль. USB-разъем или штекер может поддерживать передачу данных на устройство, генерирующее аэрозоль, или от него, или как на устройство, так и от него. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть подключено к компьютеру для передачи данных в устройство, генерирующее аэрозоль.

В тех вариантах осуществления, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, содержит USB-штекер или разъем, устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать съемную крышку, закрывающую USB-штекер или разъем, когда они не используются. В вариантах осуществления, в которых USB-штекер или USB-разъем является USB-штекером, USB-штекер может дополнительно или альтернативно быть выборочно выдвигаемым из устройства.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно первому аспекту настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в данном документе. Система, генерирующая аэрозоль, также содержит первый резервуар для жидкости, содержащий первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй резервуар для жидкости, содержащий второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль.

Во время использования первый резервуар для жидкости по меньшей мере частично размещен в первом соединителе устройства для подачи первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в первое впускное отверстие для жидкости первого распылителя в сборе. Во время использования второй резервуар для жидкости по меньшей мере частично размещен во втором соединителе устройства для подачи второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во второе впускное отверстие для жидкости второго распылителя в сборе.

Предпочтительно каждый резервуар для жидкости содержит контейнер, при этом жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположен внутри контейнера. Контейнер может быть выполнен из любого подходящего материала. Контейнер может быть выполнен из по меньшей мере одного из стекла, металла или пластмассы. Контейнер может быть прозрачным. Контейнер может быть полупрозрачным.

Контейнер может образовывать отверстие, через которое жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может вытекать из контейнера. Предпочтительно каждый резервуар для жидкости содержит уплотнение, лежащее над отверстием для герметизации жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри контейнера. Предпочтительно уплотнение является по меньшей мере одним из следующего: съемным и хрупким. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания первого уплотнения, когда первый резервуар для жидкости по меньшей мере частично размещен в первом соединителе устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать второй прокалывающий элемент, выполненный с возможностью прокалывания второго уплотнения, когда второй резервуар для жидкости по меньшей мере частично размещен во втором соединителе устройства.

Первый резервуар для жидкости может содержать первый соединитель резервуара, выполненный с возможностью соединения с первым соединителем устройства, генерирующего аэрозоль. Первый соединитель резервуара может содержать по меньшей мере одно из следующего: штыковой соединитель, винтовой соединитель, магнитный соединитель и соединитель с посадкой с натягом.

Второй резервуар для жидкости может содержать второй соединитель резервуара, выполненный с возможностью соединения со вторым соединителем устройства, генерирующего аэрозоль. Второй соединитель резервуара может содержать по меньшей мере одно из следующего: штыковой соединитель, винтовой соединитель, магнитный соединитель и соединитель с посадкой с натягом.

Предпочтительно первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит воду в количестве по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать по меньшей мере одно из пропиленгликоля, глицерина, никотина и ароматизатора. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин в количестве от приблизительно 0,5 процента до приблизительно 10 процентов по весу первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, содержит матрицу из никотиновой соли. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Второй субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду в количестве меньше чем приблизительно 40 процентов по весу второго субстрата, образующего аэрозоль. Второй субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду в количестве меньше чем приблизительно 30 процентов по весу второго субстрата, образующего аэрозоль. Второй субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду в количестве меньше чем приблизительно 20 процентов по весу второго субстрата, образующего аэрозоль. Второй субстрат, образующий аэрозоль, может содержать ароматизатор и по меньшей мере одно из пропиленгликоля и глицерина. Второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать глицерин в количестве по меньшей мере приблизительно 35 процентов по весу второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Настоящее изобретение будет также описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении сетчатого элемента для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показан вид сверху сетчатого элемента, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 показан увеличенный вид в поперечном сечении части сетчатого элемента, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 показан вид в поперечном сечении одного сопла сетчатого элемента, показанного на фиг. 1;

на фиг. 5 показан вид в перспективе в поперечном сечении распылителя в сборе, содержащего сетчатый элемент, показанный на фиг. 1; и

на фиг. 6 показан частичный вид в поперечном сечении в разобранном состоянии системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1 и 2 показан сетчатый элемент 10 для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Сетчатый элемент 10 содержит первый слой 12, образующий множество цилиндрических каналов 14, и второй слой 16, образующий множество сопел 18. Сопла 18 объединены в группы, причем каждая группа сопел 18 лежит над одним из каналов 14.

Сетчатый элемент 10 также содержит электрический нагревательный элемент 19, расположенный на втором слое 16. Во время использования электрический нагревательный элемент 19 нагревает сетчатый элемент 10, который нагревает жидкость, выталкиваемую через сопла 18.

На фиг. 3 и 4 показаны увеличенные виды в разрезе одного из каналов 14 и одного из сопел 18. Первый слой 12 содержит первую поверхность 20 и вторую поверхность 22. Второй слой 16 содержит внутреннюю поверхность 24, обращенную ко второй поверхности 22 первого слоя 12. Второй слой 16 также содержит внешнюю поверхность 26, на которой предусмотрено гидрофобное покрытие 28. Первый и второй слои 12, 16 выполнены из кремниевых пластин. Углубленный оксидный слой 30 выполнен путем окисления второй поверхности 22 первого слоя 12 перед скреплением вместе первого и второго слоев 12, 16 во время изготовления сетчатого элемента 10.

Каждое сопло 18 имеет треугольную форму поперечного сечения, так что каждое сопло 18 имеет максимальный диаметр 34 на внутренней поверхности 24 второго слоя 16 и минимальный диаметр 36 на внешней поверхности 26 второго слоя 16. Минимальный диаметр 36 каждого сопла 18 выбирается в соответствии с требуемым размером капель жидкости, выталкиваемых через сопло 18 во время использования.

На фиг. 5 показан вид в перспективе в поперечном сечении распылителя в сборе 50, содержащего сетчатый элемент 10, показанный на фиг. 1. Сетчатый элемент 10 размещен внутри корпуса 52 сетчатого элемента. Распылитель в сборе 50 также содержит упругодеформируемый элемент 54 и исполнительное устройство 56, выполненное с возможностью сообщения колебаний упругодеформируемому элементу 54. Исполнительное устройство 56 представляет собой пьезоэлектрическое исполнительное устройство.

Распылитель в сборе 50 также содержит элемент 58 предварительной нагрузки, выполненный с возможностью сжатия исполнительного устройства 56 между элементом 58 предварительной нагрузки и упругодеформируемым элементом 54. Элемент 58 предварительной нагрузки, исполнительное устройство 56 и упругодеформируемый элемент 54 расположены внутри корпуса 60 исполнительного устройства. Корпус 60 исполнительного устройства прикреплен к корпусу 52 сетчатого элемента для образования полости 62 между сетчатым элементом 10 и упругодеформируемым элементом 54. Корпус 60 исполнительного устройства образует впускное отверстие 64 для жидкости для обеспечения подачи жидкости, подлежащей распылению, в полость 62.

Во время использования жидкость, подлежащая распылению, подается в полость 62 через впускное отверстие 64 для жидкости. Исполнительное устройство 56 сообщает колебания упругодеформируемому элементу 54, проталкивая по меньшей мере часть жидкости внутри полости 62 через каналы 14 и сопла 18 сетчатого элемента 10. Жидкость, проталкиваемая через сопла 18 сетчатого элемента 10, образует капли. Импульс силы жидкости, проталкиваемой через сопла 18 с образованием капель, уносит капли от сетчатого элемента 10. Следовательно, во время использования распылитель в сборе 50 генерирует аэрозоль, содержащий капли жидкости, выталкиваемые через сетчатый элемент 10.

На фиг. 6 показан вид в поперечном сечении системы 70, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система 70, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 72, генерирующее аэрозоль, первый резервуар 74 для жидкости и второй резервуар 74’ для жидкости.

Устройство 72, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 76, содержащий первую часть 78 корпуса и вторую часть 80 корпуса. Контроллер 82 и источник 84 питания, предусматривающий батарею, расположены внутри первой части 78 корпуса. Мундштук 85, образующий канал 87 мундштука, выполнен с возможностью соединения со второй частью 80 корпуса.

Вторая часть 80 корпуса образует камеру 86 резервуара для жидкости для вмещения первого резервуара 74 для жидкости и второго резервуара 74’ для жидкости. Первая часть 78 корпуса выполнена с возможностью отсоединения от второй части 80 корпуса для обеспечения возможности замены первого и второго резервуаров 74, 74’ для жидкости.

Устройство 72, генерирующее аэрозоль, содержит первый соединитель 88 устройства, расположенный внутри камеры 86 резервуара для жидкости для зацепления с первым соединителем 90 резервуара, который образует часть первого резервуара 74 для жидкости. Устройство 72, генерирующее аэрозоль, также содержит второй соединитель 88’ устройства, расположенный внутри камеры 86 резервуара для жидкости для зацепления со вторым соединителем 90’ резервуара, который образует часть второго резервуара 74’ для жидкости.

Устройство 72, генерирующее аэрозоль, содержит первый распылитель в сборе 50 и второй распылитель в сборе 50’, каждый из которых расположен внутри второй части 80 корпуса. Каждый из первого и второго распылителей в сборе 50, 50’ имеет такие же признаки, как и распылитель в сборе 50, показанный на фиг. 5. Каждое из сопел 18 сетчатого элемента 10 первого распылителя в сборе 50 имеет минимальный диаметр, равный или меньший чем приблизительно 2,5 микрометра. Каждое из сопел сетчатого элемента 10’ второго распылитель в сборе 50’ имеет минимальный диаметр от приблизительно 3 микрометров до приблизительно 10 микрометров.

Впускное отверстие 64 для жидкости первого распылителя в сборе 50 сообщается по текучей среде с первым соединителем 88 устройства. Впускное отверстие для жидкости второго распылителя в сборе 50’ сообщается по текучей среде со вторым соединителем 88’ устройства. Сетчатые элементы 10, 10’ первого и второго распылителей в сборе 50, 50’ расположены внутри камеры 92 для аэрозоля, образованной второй частью 80 корпуса.

Первый резервуар 74 для жидкости содержит первый контейнер 94 и первый жидкий субстрат 96, образующий аэрозоль, расположенный внутри первого контейнера 94. Первый жидкий субстрат 96, образующий аэрозоль, содержит 1,7 весового процента никотина, 1,25 весового процента ароматизатора, 20 весовых процентов глицерина, 37,9 весового процента пропиленгликоля и 39,15 весового процента воды. Когда первый соединитель 90 резервуара зацеплен с первым соединителем 88 устройства, первый жидкий субстрат 96, образующий аэрозоль, из первого резервуара 74 для жидкости подается в полость 62 первого распылителя в сборе 50 через первый соединитель 90 резервуара, первый соединитель 88 устройства и впускное отверстие 64 для жидкости первого распылителя в сборе 50.

Второй резервуар 74’ для жидкости содержит второй контейнер 94’ и второй жидкий субстрат 96’, образующий аэрозоль, расположенный внутри второго контейнера 94’. Второй жидкий субстрат 96’, образующий аэрозоль, содержит 40 весовых процентов глицерина, 40 весовых процентов пропиленгликоля и 20 весовых процентов воды. Когда второй соединитель 90’ резервуара зацеплен со вторым соединителем 88’ устройства, второй жидкий субстрат 96’, образующий аэрозоль, из второго резервуара 74’ для жидкости подается в полость второго распылителя в сборе 50’ через второй соединитель 90’ резервуара, второй соединитель 88’ устройства и впускное отверстие для жидкости второго распылителя в сборе 50’.

Когда первая часть 78 корпуса соединена со второй частью 80 корпуса, контроллер 82 управляет подачей питания от источника 84 питания на исполнительные устройства 56 первого и второго распылителей в сборе 50, 50’ для выталкивания капель первого и второго жидких субстратов 96, 96’, образующих аэрозоль, в камеру 92 для аэрозоля из сетчатых элементов 10, 10’.

Вторая часть 80 корпуса образует впускное отверстие 98 для воздуха и выпускное отверстие 100 для воздуха, каждое из которых сообщается по текучей среде с камерой 92 для аэрозоля. Во время использования пользователь осуществляет затяжку через мундштук 85, чтобы втянуть воздух в камеру 92 для аэрозоля через впускное отверстие 98 для воздуха. Воздух протекает через камеру 92 для аэрозоля, в которой капли первого и второго жидких субстратов 96, 96’, образующих аэрозоль, выталкиваемые из сетчатых элементов 10, 10’, захватываются воздушным потоком с образованием аэрозоля. Аэрозоль вытекает из камеры 92 для аэрозоля через выпускное отверстие 100 для воздуха и доставляется пользователю через канал 87 мундштука.

Устройство 72, генерирующее аэрозоль, также содержит датчик 102 потока воздуха, расположенный внутри камеры 92 для аэрозоля. Датчик 102 потока воздуха выполнен с возможностью подачи сигнала на контроллер 82, указывающий на осуществление пользователем затяжки через мундштук 85. Контроллер 82 выполнен с возможностью подачи питания от источника 84 питания на исполнительные устройства 56 первого и второго распылителей в сборе 50, 50’, только когда контроллер принимает сигнал от датчика 102 потока воздуха, указывающий на осуществление пользователем затяжки через мундштук 85.

Изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль. Техническим результатом является оптимизация доставки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, пользователю. Технический результат достигается устройством, генерирующим аэрозоль, которое содержит первый распылитель в сборе, содержащий первый сетчатый элемент. При этом первый сетчатый элемент образует множество первых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр, равный или меньший чем 2,5 микрометра. Второй распылитель в сборе, содержащий второй сетчатый элемент. При этом второй сетчатый элемент образует множество вторых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр от 3 микрометров до 10 микрометров. Первый соединитель устройства, предназначенный для вмещения первого резервуара для жидкости и выполненный с возможностью подачи первой жидкости из первого резервуара для жидкости в первый распылитель в сборе. Второй соединитель устройства, предназначенный для вмещения второго резервуара для жидкости и выполненный с возможностью подачи второй жидкости из второго резервуара для жидкости во второй распылитель в сборе. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:

первый распылитель в сборе, содержащий первый сетчатый элемент, при этом первый сетчатый элемент образует множество первых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр, равный или меньший чем 2,5 микрометра;

второй распылитель в сборе, содержащий второй сетчатый элемент, при этом второй сетчатый элемент образует множество вторых сопел, каждое из которых имеет минимальный диаметр от 3 микрометров до 10 микрометров;

первый соединитель устройства, предназначенный для вмещения первого резервуара для жидкости и выполненный с возможностью подачи первой жидкости из первого резервуара для жидкости в первый распылитель в сборе; и

второй соединитель устройства, предназначенный для вмещения второго резервуара для жидкости и выполненный с возможностью подачи второй жидкости из второго резервуара для жидкости во второй распылитель в сборе.

2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, отличающееся тем, что каждое из первых сопел имеет минимальный диаметр 2 микрометра.

3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания по меньшей мере одного из первой жидкости, подаваемой первым соединителем устройства из первого резервуара для жидкости, и второй жидкости, подаваемой вторым соединителем устройства из второго резервуара для жидкости.

4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей питания от источника питания на по меньшей мере один электрический нагревательный элемент для нагревания по меньшей мере одного электрического нагревательного элемента до температуры от 70 до 90°С.

5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 3 или 4, отличающееся тем, что по меньшей мере один электрический нагревательный элемент содержит первый электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания первой жидкости, подаваемой первым соединителем устройства из первого резервуара для жидкости, и второй электрический нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания второй жидкости, подаваемой вторым соединителем устройства из второго резервуара для жидкости.

6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 5, отличающееся тем, что первый электрический нагревательный элемент расположен на поверхности первого сетчатого элемента, и при этом второй электрический нагревательный элемент расположен на поверхности второго сетчатого элемента.

7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 6, отличающееся тем, что каждый из первого электрического нагревательного элемента и второго электрического нагревательного элемента содержит нагревательный элемент микроэлектромеханической системы.

8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первый распылитель в сборе содержит:

первый упругодеформируемый элемент;

первую полость, расположенную между первым сетчатым элементом и первым упругодеформируемым элементом;

первое впускное отверстие для жидкости для обеспечения подачи первой жидкости, подлежащей распылению, в первую полость; и

первое исполнительное устройство, выполненное с возможностью сообщения колебаний первому упругодеформируемому элементу; и

при этом второй распылитель содержит:

второй упругодеформируемый элемент;

вторую полость, расположенную между вторым сетчатым элементом и вторым упругодеформируемым элементом;

второе впускное отверстие для жидкости для обеспечения подачи второй жидкости, подлежащей распылению, во вторую полость; и

второе исполнительное устройство, выполненное с возможностью сообщения колебаний второму упругодеформируемому элементу.

9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 8, отличающееся тем, что каждое из первого исполнительного устройства и второго исполнительного устройства содержит пьезоэлектрический элемент.

10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 8 или 9, отличающееся тем, что дополнительно содержит источник питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей питания от источника питания на каждое из первого исполнительного устройства и второго исполнительного устройства.

11. Устройство, генерирующее аэрозоль, по пп. 8, 9 или 10, отличающееся тем, что первый распылитель в сборе содержит одну или несколько стенок, по меньшей мере частично образующих первую полость между первым сетчатым элементом и первым упругодеформируемым элементом, и при этом второй распылитель в сборе содержит одну или несколько стенок, по меньшей мере, частично образующих вторую полость между вторым сетчатым элементом и вторым упругодеформируемым элементом.

12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 11, отличающееся тем, что первый распылитель в сборе содержит по меньшей мере одну первую боковую стенку, а второй распылитель в сборе содержит по меньшей мере одну вторую боковую стенку.

13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 12, отличающееся тем, что первое впускное отверстие для жидкости проходит через первую боковую стенку, а второе впускное отверстие для жидкости проходит через вторую боковую стенку.

14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 8-13, отличающееся тем, что первый распылитель в сборе содержит первый элемент предварительной нагрузки, выполненный с возможностью сжатия первого исполнительного устройства между первым элементом предварительной нагрузки и первым упругодеформируемым элементом, и при этом второй распылитель в сборе содержит второй элемент предварительной нагрузки, выполненный с возможностью сжатия второго исполнительного устройства между вторым элементом предварительной нагрузки и вторым упругодеформируемым элементом.

15. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 14, отличающееся тем, что первый элемент предварительной нагрузки выполнен регулируемым для изменения сжатия первого исполнительного устройства между первым элементом предварительной нагрузки и первым упругодеформируемым элементом, и при этом второй элемент предварительной нагрузки выполнен регулируемым для изменения сжатия второго исполнительного устройства между вторым элементом предварительной нагрузки и вторым упругодеформируемым элементом.

16. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 15, отличающееся тем, что каждый из первого элемента предварительной нагрузки и второго элемента предварительной нагрузки содержит винт.

17. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 16, отличающееся тем, что первый распылитель в сборе содержит первый двигатель, выполненный с возможностью перемещения первого элемента предварительной нагрузки для изменения сжатия первого исполнительного устройства между первым элементом предварительной нагрузки и первым упругодеформируемым элементом, и при этом второй распылитель в сборе содержит второй двигатель, выполненный с возможностью перемещения второго элемента предварительной нагрузки для изменения сжатия второго исполнительного устройства между вторым элементом предварительной нагрузки и вторым упругодеформируемым элементом.

18. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов;

первый резервуар для жидкости, содержащий первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль; и

второй резервуар для жидкости, содержащий второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль.

19. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 18, отличающаяся тем, что первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит воду в количестве по меньшей мере 40% по весу первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

20. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 19, отличающаяся тем, что первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, дополнительно содержит по меньшей мере одно из пропиленгликоля, глицерина, никотина и ароматизатора.

21. Система, генерирующая аэрозоль, по пп. 18, 19 или 20, отличающаяся тем, что первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин в количестве от 0,5 до 10% по весу первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

22. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 18-21, отличающаяся тем, что второй субстрат, образующий аэрозоль, содержит воду в количестве меньше чем 40% по весу второго субстрата, образующего аэрозоль.

23. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 18-22, отличающаяся тем, что второй субстрат, образующий аэрозоль, содержит воду в количестве меньше чем 20% по весу второго субстрата, образующего аэрозоль.

24. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 23, отличающаяся тем, что второй субстрат, образующий аэрозоль, содержит ароматизатор и по меньшей мере одно из пропиленгликоля и глицерина.

25. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 18-24, отличающаяся тем, что второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит глицерин в количестве по меньшей мере 35% по весу второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль.