Настоящее изобретение относится к картриджам для использования в генерирующих аэрозоль системах, к генерирующим аэрозоль системам и к способу генерирования аэрозоля. В частности, настоящее изобретение относится к картриджам, содержащим источник никотина и источник кислоты, для использования в генерирующей аэрозоль системе для генерирования на месте аэрозоля, содержащего никотин, и к генерирующим аэрозоль системам, содержащим такие картриджи.
Известны устройства для доставки никотина пользователю, которые содержат источник никотина и источник летучего соединения для улучшения доставки. Например, в WO 2008/121610 A1 раскрыты устройства, в которых никотин и летучая кислота, такая как пировиноградная кислота, вступают в реакцию друг с другом в газовой фазе с образованием аэрозоля, который вдыхается пользователем.
Однако в таких устройствах аэрозоль, доставляемый пользователю, содержит долю непрореагировавшего никотина и долю непрореагировавшей кислоты. Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении такого картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе, или такой генерирующей аэрозоль системы, содержащей указанный картридж, которые обеспечивали бы возможность улучшении аэрозоля, доставляемого пользователю. В частности, задача настоящего изобретения состоит в уменьшении доли непрореагировавшего никотина в аэрозоле, доставляемом пользователю.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложен картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе. Картридж содержит первое отделение, имеющее первый вход для воздуха и первый выход для воздуха, причем первый вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно первого выхода для воздуха. Первое отделение содержит источник никотина. Картридж содержит второе отделение, имеющее второй вход для воздуха и второй выход для воздуха, причем второй вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно второго выхода для воздуха. Второе отделение содержит источник кислоты. Картридж содержит смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина в первом отделении и кислоты из источника кислоты во втором отделении с потоком воздуха для образования аэрозоля. Смесительная камера расположена дальше по потоку относительно обоих из первого выхода для воздуха первого отделения и второго выхода для воздуха второго отделения. Картридж содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры, причем по меньшей мере участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «вход для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые возможно втягивание воздуха в компонент или участок компонента.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «выход для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые возможен выпуск воздуха из компонента или участка компонента картриджа.
Используемые в данном документе применительно к настоящему изобретению термины «раньше по потоку» и «дальше по потоку» описывают относительные положения компонентов или частей компонентов картриджа или генерирующей аэрозоль системы относительно направления, в котором поток воздуха переносится через картридж или генерирующую аэрозоль систему во время использования.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, картридж содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры, причем по меньшей мере участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры. Этот нагревательный элемент обеспечивает преимущество, состоящее в возможности нагрева смесительной камеры для повышения скорости реакции между никотином и кислотой в смесительной камере. Таким образом аэрозоль, доставляемый пользователю, может содержать меньше непрореагировавшего никотина или меньше непрореагировавшей кислоты или меньше непрореагировавшего никотина и непрореагировавшей кислоты, или может образовываться большее количество аэрозоля, или смесительная камера может быть выполнена более короткой без ущерба для способности генерирующей аэрозоль системы доставлять надлежащее количество прореагировавшего никотина. Кроме того, благодаря тому, что участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры, обеспечивается возможность нагрева смесительной камеры до требуемой температуры без слишком сильного нагрева других частей генерирующей аэрозоль системы.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, по меньшей мере участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры. Нагревательный элемент может находиться в тракте потока воздуха. Иначе говоря, обеспечивается возможность контакта потока воздуха с нагревательным элементом. По меньшей мере участок нагревательного элемента, который не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры, может находиться внутри смесительной камеры. Нагревательный элемент может полностью находиться внутри смесительной камеры. По меньшей мере участок нагревательного элемента может находиться внутри смесительной камеры. Нагревательный элемент может находиться полностью снаружи смесительной камеры.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию, или от 70 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию.
Нагревательный элемент может содержать токоприемник. Нагревательный элемент может содержать электрически резистивный нагревательный элемент. Нагревательный элемент может содержать инфракрасный нагревательный элемент. Нагревательный элемент может содержать фотонный источник.
По меньшей мере часть смесительной камеры может быть расположена между первым отделением и вторым отделением. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности выполнения картриджа более коротким без укорочения смесительной камеры.
Смесительная камера может содержать одно или более препятствий для потока, которые изменяют направление потока по меньшей мере для части потока воздуха. Например, смесительная камера может содержать одно или более препятствий для потока, которые реверсируют направление потока по меньшей мере для части потока воздуха. Смесительная камера может содержать одно или более препятствий для потока, которые ускоряют или замедляют по меньшей мере часть потока воздуха. Смесительная камера может содержать множество препятствий для потока. Указанное множество препятствий для потока могут ускорять, а затем замедлять, или замедлять, а затем ускорять по меньшей мере часть потока воздуха. Указанные одно или более препятствий для потока могут быть образованы по меньшей мере частично одной или более стенками смесительной камеры.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «препятствие для потока» используется для описания барьеров или ограничителей, которые контактируют с по меньшей мере частью потока воздуха и таким образом изменяют направление потока, или скорость потока, или оба из направления потока и скорости потока по меньшей мере для части потока воздуха.
По меньшей мере участок нагревательного элемента может быть расположен смежно со смесительной камерой или внутри нее. Весь нагревательный элемент может быть расположен смежно со смесительной камерой или внутри нее.
Нагревательный элемент может представлять собой электрически резистивную проволочную катушку, причем по меньшей мере участок указанной проволочной катушки может быть расположен вокруг по меньшей мере части смесительной камеры.
Первый участок нагревательного элемента может быть выполнен с возможностью нагрева первого отделения или второго отделения или обоих из первого отделения и второго отделения, а второй участок нагревательного элемента может быть выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры.
Первый участок нагревательного элемента может быть расположен смежно с первым отделением или вторым отделением или обеими из первого отделения и второго отделения, а второй участок нагревательного элемента может быть расположен смежно со смесительной камерой или внутри нее.
При использовании температура первого отделения или температура второго отделения или температура обоих из первого отделения и второго отделения не может превышать 250 градусов по Цельсию, предпочтительно 200 градусов по Цельсию, более предпочтительно 150 градусов по Цельсию.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию, или от 70 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию, без превышения 250 градусов по Цельсию температурой первого отделения или температурой второго отделения или температурой обоих из первого отделения и второго отделения, предпочтительно без превышения 200 градусов по Цельсию, более предпочтительно без превышения 150 градусов по Цельсию, при использовании.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж согласно первому аспекту настоящего изобретения и генерирующее аэрозоль устройство. Генерирующее аэрозоль устройство содержит источник питания, подающий мощность на нагревательный элемент при вводе во взаимодействие картриджа с генерирующим аэрозоль устройством.
Картридж может содержать электрические контакты картриджа, соединенные с нагревательным элементом, а генерирующее аэрозоль устройство может содержать электрические контакты устройства, соединенные с источником питания. При вводе во взаимодействие картриджа с генерирующим аэрозоль устройством электрические контакты картриджа могут контактировать с электрическими контактами устройства, соединяя таким образом источник питания с нагревательным элементом.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать второй нагревательный элемент, по меньшей мере участок которого выполнен с возможностью нагрева первого отделения или второго отделения или обоих из первого отделения и второго отделения. Источник питания в генерирующем аэрозоль устройстве может подавать мощность на второй нагревательный элемент.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе. Картридж содержит первое отделение, имеющее первый вход для воздуха и первый выход для воздуха, причем первый вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно первого выхода для воздуха. Первое отделение содержит источник никотина; Картридж содержит второе отделение, имеющее второй вход для воздуха и второй выход для воздуха, причем второй вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно второго выхода для воздуха. Второе отделение содержит источник кислоты. Картридж содержит смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля, причем смесительная камера расположена дальше по потоку относительно обоих из первого выхода для воздуха первого отделения и второго выхода для воздуха второго отделения. Генерирующая аэрозоль система содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры и генерирующего аэрозоль устройства. Генерирующее аэрозоль устройство содержит кожух и источник питания. Источник питания выполнен с возможностью подачи мощности на нагревательный элемент. При использовании по меньшей мере участок картриджа взаимодействует с кожухом, и по меньшей мере участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, нагревательный элемент может быть обеспечен в картридже или в генерирующем аэрозоль устройстве.
Кожух может образовывать полость для размещения по меньшей мере участка картриджа. При использовании по меньшей мере участок картриджа может быть размещен в полости, образованной кожухом.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предложен картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий: первое отделение, содержащее источник никотина; второе отделение, содержащее источник кислоты; смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля; и нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры. По меньшей мере участок нагревательного элемента выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию, или от 70 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию при использовании.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник никотина; второе отделение, содержащее источник кислоты; и смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля. Генерирующая аэрозоль система содержит генерирующее аэрозоль устройство. Генерирующее аэрозоль устройство содержит нагревательный элемент и кожух, образующий полость для размещения по меньшей мере участка картриджа, причем при использовании по меньшей мере участок картриджа взаимодействует с кожухом, и по меньшей мере участок нагревательного элемента выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию, или от 70 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию.
Кожух может образовывать полость для размещения по меньшей мере участка картриджа. При использовании по меньшей мере участок картриджа может быть размещен в полости, образованной кожухом.
Согласно шестому аспекту настоящего изобретения, предложен способ улучшения состава аэрозоля в генерирующей аэрозоль системе. Генерирующая аэрозоль система содержит картридж для использования в этой генерирующим аэрозоль системе. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник никотина; второе отделение, содержащее источник кислоты; и смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля. Генерирующая аэрозоль система также содержит нагреватель и генерирующее аэрозоль устройство. Генерирующее аэрозоль устройство содержит кожух. При использовании кожух генерирующего аэрозоль устройства взаимодействует с по меньшей мере участком картриджа.
Нагреватель может содержать первый участок и второй участок. Если нагреватель содержит первый участок и второй участок, то указанный способ включает этап, на котором подают мощность на нагреватель таким образом, чтобы первый участок нагревателя нагревал первое отделение или второе отделение или оба из первого отделения и второго отделения, а второй участок нагревателя нагревал смесительную камеру. Нагреватель может содержать первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент. Если нагреватель содержит первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент, то указанный способ включает этап, на котором подают мощность на первый нагревательный элемент таким образом, чтобы первый нагревательный элемент нагревал первое отделение или второе отделение или оба из первого отделения и второго отделения, и подают мощность на второй нагревательный элемент таким образом, чтобы второй нагревательный элемент нагревал смесительную камеру.
Согласно любому из четвертого, пятого и шестого аспектов настоящего изобретения, картридж содержит первое отделение и второе отделение. Первое отделение может иметь первый вход для воздуха и первый выход для воздуха, причем первый вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно первого выхода для воздуха. Второе отделение может иметь второй вход для воздуха и второй выход для воздуха, причем второй вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно второго выхода для воздуха. Смесительная камера может быть расположена дальше по потоку относительно первого выхода для воздуха и второго выхода для воздуха.
Картридж может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, баз ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton®, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовыми или стеклянными волокнами.
Картридж может иметь длину от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 60 миллиметров, предпочтительно от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 35 миллиметров до приблизительно 45 миллиметров.
Картридж может иметь диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров, предпочтительно от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 9 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров.
Картридж может содержать уплотнение, проходящее поперек расположенного раньше по потоку конца картриджа. Уплотнение может быть прикреплено к картриджу по периферии этого уплотнения. Уплотнение может уплотнять первый вход для воздуха и второй вход для воздуха. Уплотнение может быть прикреплено к картриджу посредством по меньшей мере одного из клея и сварки, такой как ультразвуковая сварка. Уплотнение может быть выполнено из листа материала. Лист материала может содержать по меньшей мере одно из полимерной пленки и металлической фольги.
Уплотнение может представлять собой хрупкое уплотнение, выполненное с возможностью перфорирования посредством перфорирующего элемента на генерирующем аэрозоль устройстве.
Уплотнение может представлять собой съемное уплотнение, выполненное с возможностью удаления пользователем перед использованием картриджа в сборе. Съемное уплотнение может содержать отрывной язычок для облегчения удаления уплотнения пользователем.
Первый выход для воздуха может содержать одно первое выпускное отверстие для воздуха, или первый выход для воздуха может содержать множество первых выпускных отверстий для воздуха, причем каждое из первых выпускных отверстий для воздуха сообщается по текучей среде с расположенным дальше по потоку концом первого отделения. Общее проходное сечение первого выхода для воздуха представляет собой сумму проходных сечений одного или более первых выпускных отверстий для воздуха.
Второй выход для воздуха может содержать одно второе выпускное отверстие для воздуха, или второй выход для воздуха может содержать множество вторых выпускных отверстий для воздуха, причем каждое из вторых выпускных отверстий для воздуха сообщается по текучей среде с расположенным дальше по потоку концом второго отделения. Общее проходное сечение второго выхода для воздуха представляет собой сумму проходных сечений указанных одного или более вторых выпускных отверстий для воздуха.
Общее проходное сечение первого выхода для воздуха может быть таким же, что и общее проходное сечение второго выхода для воздуха. Общее проходное сечение первого выхода для воздуха может отличаться от общего проходного сечения выхода для воздуха. Для обеспечения разных расходов воздуха через первое отделение и второе отделение могут быть выбраны разные общие проходные сечения. Благодаря обеспечению разных расходов через первое и второе отделения, обеспечивается возможность компенсации разности между давлением пара первого летучего соединения в источнике никотина в первом отделении и давлением пара второго летучего соединения в источнике кислоты во втором отделении при одинаковой температуре. Если первое и второе летучие соединения претерпевают химическую реакцию друг с другом с образованием продукта реакции для доставки пользователю, то обеспечение разных расходов через первое и второе отделения дает возможность обеспечения требуемой стехиометрии реакции между первым и вторым летучими соединениями дальше по потоку относительно картриджа.
Признаки, описанные в данном документе применительно к первому и второму выходам для воздуха, могут быть в равной степени применены к первому и второму входам для воздуха. Иначе говоря, каждый из первого и второго входов для воздуха может содержать одно или более впускных отверстий для воздуха. Общее проходное сечение первого входа для воздуха может быть таким же, что и общее проходное сечение второго входа для воздуха. Общее проходное сечение первого входа для воздуха может отличаться от общего проходного сечения второго входа для воздуха.
Согласно любому из аспектов настоящего изобретения, источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 50 миллиграмм. Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 40 миллиграмм. Предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм. Более предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 6 миллиграмм до приблизительно 20 миллиграмм. Наиболее предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 18 миллиграмм.
Если первый несущий материал пропитан никотиновым основанием или никотиновой солью, то приводимые в данном документе количества никотина представляют собой количество никотинового основания или количество ионизированного никотина соответственно.
Первый несущий материал может быть пропитан жидким никотином или раствором никотина в водном или неводном растворителе.
Первый несущий материал может быть пропитан натуральным никотином или синтетическим никотином.
Согласно любому из аспектов настоящего изобретения, содержащих источник кислоты, этот источник кислоты может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту.
Предпочтительно, источник кислоты может содержать органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа-кетокислоту или 2-оксокислоту или молочную кислоту.
Предпочтительно, источник кислоты может содержать кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, молочной кислоты и их комбинаций. Предпочтительно, источник кислоты может содержать пировиноградную кислоту или молочную кислоту. Более предпочтительно, источник кислоты может содержать молочную кислоту.
Предпочтительно, источник кислоты может содержать второй несущий материал, пропитанный кислотой.
Первый несущий материал и второй несущий материал могут быть одинаковыми или разными.
Предпочтительно, первый несущий материал и второй несущий материал могут иметь плотность от приблизительно 0,1 грамма на кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамма на кубический сантиметр.
Предпочтительно, один или оба из первого несущего материала и второго несущего материала могут иметь пористость от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.
Один или оба из первого несущего материала и второго несущего материал могут содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлозу, керамику, нержавеющую сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX®.
Первый несущий материал может действовать как резервуар для никотина.
Предпочтительно, первый несущий материал может быть химически инертным по отношению к никотину.
Первый несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, первый несущий материал может иметь форму листа или заглушки.
Предпочтительно, форма и размер первого несущего материала могут быть аналогичны форме и размеру первого отделения картриджа.
Форма, размер, плотность и пористость первого несущего материала могут быть выбраны с возможностью пропитки первого несущего материала требуемым количеством никотина.
Предпочтительно, первое отделение картриджа может также содержать ароматизатор. Подходящие ароматизаторы включают, без ограничения, ментолы.
Предпочтительно, первый несущий материал может быть пропитан ароматизатором в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 12 миллиграмм.
Второй несущий материал может действовать как резервуар для кислоты.
Предпочтительно, второй несущий материал может быть химически инертен по отношению к кислоте.
Второй несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, второй несущий материал может иметь форму листа или заглушки.
Предпочтительно, форма и размер второго несущего материала могут быть аналогичны форме и размеру второго отделения картриджа.
Форма, размер, плотность и пористость второго несущего материала могут быть выбраны с возможностью пропитки второго несущего материала требуемым количеством кислоты.
Предпочтительно, источник кислоты может представлять собой источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 2 миллиграмм до приблизительно 60 миллиграмм, от приблизительно 5 миллиграмм до приблизительно 50 миллиграмм, более предпочтительно от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 40 миллиграмм, наиболее предпочтительно от приблизительно 10 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм молочной кислоты.
Форма и размеры первого отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы была обеспечена возможность хранения необходимого количества никотина внутри картриджа.
Форма и размеры второго отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы была обеспечена возможность хранения необходимого количества кислоты внутри картриджа.
Соотношение никотина и кислоты, необходимое для достижения надлежащей стехиометрии реакции, может регулироваться и балансироваться путем изменения объема первого отделения относительно объема второго отделения.
Согласно любому из аспектов настоящего изобретения, содержащих первое отделение и второе отделение, первое отделение картриджа может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к никотину, а второе отделение картриджа может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к кислоте. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности увеличения срока службы картриджа.
Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к кислоте, включают, без ограничения, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.
В соответствии с любыми аспектами настоящего изобретения, содержащими электрически резистивный нагревательный элемент, этот электрически резистивный нагревательный элемент предпочтительно содержит электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (например такую, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают константан, нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также жаропрочные сплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированный товарный знак компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композитных материалах электрически резистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент может содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton®, полностью полиимидную фольгу или слюдяную фольгу. Kapton® представляет собой зарегистрированный товарный знак компании E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Уилмингтон, Делавэр 19898, США.
Токоприемник может быть выполнен частично или полностью из одного или более токоприемных материалов. Токоприемные материалы включают, без ограничения, графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, содержащие никель соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные токоприемные материалы содержат металл, металлический сплав или углерод. Предпочтительно, токоприемные материалы могут содержать ферромагнитный материал, например ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Подходящий токоприемный материал может представлять собой алюминий или содержать его. Токоприемный материал предпочтительно содержит более чем 5 процентов, предпочтительно более чем 20 процентов, более предпочтительно более чем 50 процентов или более чем 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Генерирующее аэрозоль устройство или картридж могут предпочтительно содержать индукционный нагреватель, который при использовании частично или полностью окружает токоприемник. При использовании индукционный нагреватель индукционно нагревает токоприемник.
Генерирующее аэрозоль устройство или картридж могут содержать катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере участка токоприемника. При использовании источник питания и контроллер, соединенные с катушкой индуктивности, могут подавать переменный электрический ток на катушку индуктивности таким образом, чтобы катушка индуктивности имела возможность генерирования переменного магнитного поля для нагрева токоприемника.
Кожух генерирующего аэрозоль устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов для кожуха включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопласты, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.
Генерирующее аэрозоль устройство может быть портативным. Генерирующее аэрозоль устройство может представлять собой курительное устройство, и оно может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Курительное устройство может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительное устройство может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта настоящего изобретения, могут быть применимы к другому аспекту настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные в отношении первого аспекта настоящего изобретения, могут быть применимы ко второму, третьему, четвертому и пятому аспектам настоящего изобретения. Например, признаки, относящиеся к нагревательному элементу картриджа согласно первому аспекту настоящего изобретения, могут быть применимы к нагревательным элементам картриджей или генерирующих аэрозоль систем согласно второму, третьему, четвертому, пятому и шестому аспектам настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано лишь на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на Фиг. 1 показана схематическая иллюстрация картриджа для использования с генерирующей аэрозоль системой;
на Фиг. 2 показана схематическая иллюстрация генерирующего аэрозоль устройства;
на Фиг. 3 показана схематическая иллюстрация генерирующей аэрозоль системы.
на Фиг. 4 показана схематическая иллюстрация еще одного картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе;
на Фиг. 5 показана схематическая иллюстрация еще одной генерирующей аэрозоль системы;
на Фиг. 6 показана схематическая иллюстрация еще одного картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе;
на Фиг. 7 показана схематическая иллюстрация еще одной генерирующей аэрозоль системы;
на Фиг. 8 показана схематическая иллюстрация еще одной генерирующей аэрозоль системы;
на Фиг. 9 показана схематическая иллюстрация еще одного картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе;
на Фиг. 10 показана схематическая иллюстрация еще одного генерирующего аэрозоль устройства; и
на Фиг. 11 показана схематическая иллюстрация еще одной генерирующей аэрозоль системы.
На Фиг. 1 показана схематическая иллюстрация картриджа для использования генерирующей аэрозоль системы согласно первому варианту осуществления. Картридж 100 содержит первое отделение 102, имеющее первый вход 104 для воздуха и первый выход 106 для воздуха. Первое отделение 102 содержит источник 108 никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином и ментолом. Картридж 100 также содержит второе отделение 110, имеющее второй вход 112 для воздуха и второй выход 114 для воздуха. Второе отделение 110 содержит источник 116 молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой. Картридж 100 также содержит корпус 118 кожуха картриджа, образующий взаимодействующие участки 119, 121 картриджа, смесительную камеру 120 и выход 123 картриджа. Смесительная камера 120 расположена между первым и вторым входами 106, 114 для воздуха в первом и втором отделениях и выходом 123 картриджа. Картридж 100 также содержит крышку 130 с первым отверстием 132 крышки и вторым отверстием 134 крышки. Крышка 130 расположена раньше по потоку относительно первого и второго входов 104, 112 для воздуха первого и второго отделений.
Картридж 100 также содержит первый нагревательный элемент 122, второй нагревательный элемент 124, третий нагревательный элемент 126 и четвертый нагревательный элемент 128. Первый нагревательный элемент 122 расположен смежно с первым отделением 102 и при использовании нагревает источник 108 никотина для испарения никотинового соединения. Второй нагревательный элемент 124 расположен смежно со вторым отделением 110 и при использовании нагревает источник 116 кислоты для испарения кислоты. Третий нагревательный элемент 126 и четвертый нагревательный элемент 128 расположены смежно со смесительной камерой 120. При использовании третий нагревательный элемент 126 и четвертый нагревательный элемент 128 нагревают смесительную камеру. Все из первого, второго, третьего и четвертого нагревательных элементов представляют собой токоприемники, хотя картридж 100 будет функционировать в основном таким же образом, если один или более из указанных нагревательных элементов будут представлять собой электрически резистивные нагревательные элементы, соединенные с источником питания.
На Фиг. 2 показана схематическая иллюстрация генерирующего аэрозоль устройства. Генерирующее аэрозоль устройство 200 является совестимым с картриджем 100, показанным на Фиг. 1. Генерирующее аэрозоль устройство 200 содержит кожух 202 устройства, который образует полость 204, первый взаимодействующий участок 206 устройства и второй взаимодействующий участок 208 устройства. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит источник 210 питания, соединенный с контроллером 212. В данном варианте осуществления источник питания представляет собой литий-ионную батарею, хотя может использоваться любой другой подходящий источник питания. Генерирующее аэрозоль устройство 200 также содержит катушку 214 индуктивности, расположенную вокруг части полости 204. Катушка 214 индуктивности соединена с контроллером 212. Контроллер 212 выполнен с возможностью управления подачей мощности от источника 210 питания на катушку 214 индуктивности. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит первый вход 216 для воздуха и второй вход 218 для воздуха. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит датчик потока (не показан), выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха через тракт для потока воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве. Датчик потока соединен с контроллером 212.
При использовании источник 210 питания и контроллер 212, соединенный с катушкой 214 индуктивности, подают переменный электрический ток на катушку 214 индуктивности таким образом, что катушка 214 индуктивности генерирует переменное магнитное поле.
На Фиг. 3 показана генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж по Фиг. 1 во взаимодействии с генерирующим аэрозоль устройством по Фиг. 2. Картридж 100 размещен в полости 204 генерирующего аэрозоль устройства, и первый взаимодействующий участок 206 устройства и второй взаимодействующий участок 208 устройства взаимодействуют с первым взаимодействующим участком 119 картриджа и вторым взаимодействующим участком 121 картриджа соответственно для закрепления картриджа на месте.
Генерирующая аэрозоль система 300 также содержит мундштук (не показан). Участок мундштука окружает участок картриджа. Мундштук взаимодействует с кожухом 202 устройства для закрепления мундштука на месте.
При использовании генерирующая аэрозоль система работает следующим образом. Пользователь осуществляет затяжку на расположенном дальше по потоку конце мундштука. Это действие приводит к втягиванию воздуха через первый вход 216 для воздуха в устройстве и второй вход 218 для воздуха в устройстве. Датчик потока в генерирующем аэрозоль устройстве 200 обнаруживает изменение потока воздуха через устройство, которое указывает на осуществление затяжки пользователем. Контроллер 212 в ответ на обнаруженное изменение потока воздуха через устройство повышает мощность, подаваемую от источника 210 питания на катушку 214 индуктивности 214, с нуля до рабочей мощности. Источник 210 питания подает переменный электрический ток на катушку 214 индуктивности таким образом, что катушка 214 индуктивности генерирует переменное магнитное поле.
Переменное магнитное поле создает вихревые токи внутри токоприемных нагревательных элементов 122, 124, 126, 128, которые в результате этого нагреваются. Дополнительный нагрев обеспечивается за счет потерь на магнитный гистерезис внутри токоприемников. В данном варианте осуществления токоприемники работают при температурах от приблизительно 100 градусов по Цельсию до приблизительно 200 градусов по Цельсию. Токоприемники нагревают первое и второе отделения 102, 110 до температуры от приблизительно 80 градусов по Цельсию до приблизительно 150 градусов по Цельсию. Токоприемники нагревают смесительную камеру 120 до температуры от приблизительно 60 градусов по Цельсию до приблизительно 80 градусов по Цельсию. Нагревательные элементы нагревают источник 108 никотина и источник 116 кислоты для испарения никотиновых соединений и кислотных соединений.
Поток воздуха, поступающий через первый вход 216 для воздуха в устройстве, протекает через первое отверстие 132 крышки и затем через первый вход 104 для воздуха первого отделения 102. Этот поток воздуха захватывает испаренное никотиновое соединение из источника 108 никотина, который был
нагрет с помощью смежного нагревательного элемента 122. Поток воздуха и захваченное испаренное никотиновое соединение выходят из первого отделения 102 через первый выход 106 для воздуха первого отделения 102 в смесительную камеру 120.
В то же самое время, поток воздуха, поступающий через второй вход 218 для воздуха в устройстве, протекает через второе отверстие 134 крышки и затем через второй вход 112 для воздуха второго отделения 110. Этот поток воздуха захватывает испаренное кислотное соединение из источника 116 кислоты, который был нагрет с помощью смежного нагревательного элемента 124. Поток воздуха и захваченное испаренное кислотное соединение выходят из второго отделения 110 через второй выход 114 для воздуха второго отделения 110 в смесительную камеру 120.
Захваченное никотиновое соединение смешивается с захваченным кислотным соединением в смесительной камере 120. Смесительная камера 120 нагревается с помощью нагревательных элементов 126, 128. Никотиновое соединение вступает в реакцию с кислотным соединением в смесительной камере 120 с образованием аэрозоля, который содержит прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту и выходит из картриджа 100 через выход 123 картриджа. Аэрозоль, содержащий прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту, затем протекает через полость, образованную мундштуком, и доставляется пользователю.
На Фиг. 4 показана схематическая иллюстрация картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе согласно второму варианту осуществления. Картридж 400 содержит первое отделение 402, имеющее первый вход 404 для воздуха и первый выход 406 для воздуха. Первое отделение 402 также содержит источник 408 никотина. Картридж 400 также содержит второе отделение 410, имеющее второй вход 412 для воздуха и второй выход 414 для воздуха. Второе отделение 410 также содержит источник 416 кислоты. Картридж 400 также содержит корпус 418 кожуха картриджа, образующий взаимодействующие участки 419, 421 картриджа, смесительную камеру 420 и выход 423 картриджа. Смесительная камера 420 расположена между первым и вторым выходами 406, 414 для воздуха в указанных отделениях и выходом 423 картриджа.
Картридж 400 также содержит первый нагревательный элемент 422 и второй нагревательный элемент 424. Первый нагревательный элемент 422 расположен смежно с первым отделением 402 и смесительной камерой 420 и при использовании нагревает источник 408 никотина и смесительную камеру 420. Второй нагревательный элемент 424 расположен смежно со вторым отделением 410 и смесительной камерой 420 и при использовании нагревает источник 416 кислоты и смесительную камеру 420. Первый и второй нагревательные элементы представляют собой токоприемники, выполненные из алюминия, хотя картридж 400 будет функционировать в основном таким же образом, если один или оба этих нагревательных элемента будут представлять собой электрически резистивные нагревательные элементы, соединенные с источником питания. Картридж 400 также содержит крышку 430 с первым отверстием 432 крышки и вторым отверстием 434 крышки. Крышка 430 расположена раньше по потоку относительно входов 404, 412 для воздуха первого и второго отделений. Картридж 400 также содержит катушку 436 индуктивности, электрически соединенную с первым электрическим контактом 438 и вторым электрическим контактом 440. Картридж 400 также содержит полость 442, проходящую через крышку 430 в корпус 418 кожуха картриджа. Картридж также содержит выступ (не показан) на наружной поверхности корпуса 418 кожуха картриджа.
На Фиг. 5 показана схематическая иллюстрация генерирующей аэрозоль системы 500, содержащей генерирующее аэрозоль устройство 502, взаимодействующее с картриджем 400 по Фиг. 4. На Фиг. 5 показан мундштук 504, взаимодействующий с генерирующим аэрозоль устройством 502. В данном варианте осуществления мундштук 504 взаимодействует с генерирующим аэрозоль устройством 502 посредством винтовой резьбы, хотя может использоваться соединение любого другого типа, такое как защелкивающееся соединение или простое нажимное соединение.
Генерирующее аэрозоль устройство 502 содержит кожух 506 устройства, который образует полость, первый взаимодействующий участок 508 устройства и второй взаимодействующий участок 510 устройства. Кожух 506 устройства также образует винтовую резьбу 512. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит источник 514 питания. Источник 514 питания соединен с контроллером 516. Источник 514 питания также соединен с первым контактом 518 устройства и вторым контактом 520 устройства. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит первый вход 524 для воздуха и второй вход 526 для воздуха. При вводе во взаимодействие картриджа 400 с генерирующим аэрозоль устройством 502, первый вход 524 для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 502 сообщается по текучей среде с первым отверстием 432 крышки картриджа 400, а второй вход 526 для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 502 сообщается по текучей среде со вторым отверстием 434 крышки картриджа 400. Образующее аэрозоль устройство 502 также содержит датчик потока (не показан), выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха через тракт потока воздуха между первым входом для воздуха в образующем аэрозоль устройстве 502 и первым отверстием 432 крышки картриджа 400. Датчик потока соединен с контроллером 516. Генерирующее аэрозоль устройство 502 также содержит электрически резистивный нагревательный элемент 522, соединенный с обоими из источника 514 питания и контроллера 516. Контроллер 516 выполнен с возможностью управления подачей мощности от источника 514 питания на электрически резистивный нагревательный элемент 522 и, при вводе во взаимодействие картриджа 400 с генерирующим аэрозоль устройством 502, на катушку 436 индуктивности. При вводе во взаимодействии картриджа 400 с генерирующим аэрозоль устройством 502 нагревательный элемент 522 устройства располагается внутри полости 442 картриджа 400. В данном варианте осуществления электрически резистивный нагревательный элемент 522 представляет собой электрически резистивную дорожку на гибкой подложке. Более конкретно, нагревательный элемент содержит металлическую травленую фольгу, образующую дорожку, удерживаемую между двумя слоями материала Kapton®. Генерирующее аэрозоль устройство 502 также содержит выемку (не показана), которая соответствует выступу на наружной поверхности корпуса 418 картриджа.
Генерирующая аэрозоль система 500 работает следующим образом. Картридж 400 вставляют в полость, образованную генерирующим аэрозоль устройством 502. Выступ внешней поверхности корпуса 418 картриджа и соответствующая выемка генерирующего аэрозоль устройства 502 взаимодействуют для обеспечения возможности взаимодействия картриджа 400 с генерирующим аэрозоль устройством 502 лишь при одной ориентации. Это обеспечивает возможность быстрого и простого размещения нагревательного элемента 522 генерирующего аэрозоль устройства в полости 442 картриджа 400. Первый и второй взаимодействующие участки 419, 421 картриджа 400 взаимодействуют с первым и вторым взаимодействующими участками 508, 510 генерирующего аэрозоль устройства 502 соответственно. В этом положении взаимодействия первый электрический контакт 438 и второй электрический контакт 440 картриджа 400 взаимодействуют с первым контактом 518 устройства и вторым контактом 520 устройства соответственно. Таким образом, в данном положении взаимодействия катушка 436 индуктивности соединена с источником 514 питания. Затем мундштук 504 взаимодействует с винтовой резьбой 512 генерирующего аэрозоль устройства 502.
Пользователь осуществляет затяжку на расположенном дальше по потоку конце мундштука 504. Это действие приводит к втягиванию воздуха через первый и второй входы для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 502. Датчик потока в генерирующем аэрозоль устройстве 502 обнаруживает изменение потока воздуха через устройство, которое указывает на осуществление затяжки пользователем. Контроллер 516 повышает мощность, подаваемую от источника 514 питания на катушку 436 индуктивности, с нуля до рабочей мощности катушки индуктивности, а мощность, подаваемую на нагревательный элемент 522, с нуля до рабочей мощности нагревательного элемента. Источник 514 питания подает переменный электрический ток на катушку 436 индуктивности от источника таким образом, что катушка 436 индуктивности генерирует переменное магнитное поле.
Переменное магнитное поле создает вихревые токи внутри токоприемных нагревательных элементов 422, 424, которые в результате этого нагреваются. Дополнительный нагрев обеспечивается за счет потерь на магнитный гистерезис внутри токоприемников. Нагревательные элементы 422, 424 нагревают первое отделение 402 и второе отделение 410 до температуры от приблизительно 80 градусов по Цельсию до приблизительно 150 градусов по Цельсию. Это приводит к нагреву источника 408 никотина и источника 416 кислоты для испарения никотиновых соединений и кислотных соединений.
Поток воздуха через первый вход 524 для воздуха в устройстве протекает через первое отверстие 432 крышки и затем через первый вход 404 для воздуха первого отделения 102. Этот поток воздуха захватывает испаренное никотиновое соединение из источника 408 никотина, который был нагрет с помощью смежного токоприемного нагревательного элемента 422 и электрически резистивного нагревательного элемента 522. Поток воздуха и захваченное никотиновое соединение выходят из первого отделения 402 через первый выход 406 для воздуха первого отделения 402 в смесительную камеру 420.
В то же самое время, поток воздуха через второй вход 526 для воздуха в устройстве протекает через второе отверстие 434 крышки и затем через второй вход 412 для воздуха второго отделения 410. Этот поток воздуха захватывает испаренное кислотное соединение из источника 408 кислоты, который был нагрет с помощью смежного токоприемного нагревательного элемента 424 и электрически резистивного нагревательного элемента 522. Поток воздуха и захваченное кислотное соединение выходят из второго отделения 410 через второй выход 414 для воздуха второго отделения 410 в смесительную камеру 420.
Захваченное никотиновое соединение смешивается с захваченным кислотным соединением в смесительной камере 420. Смесительная камера 420 нагревается с помощью нагревательных элементов 422, 424 до температуры от приблизительно 60 градусов по Цельсию до приблизительно 80 градусов по Цельсию. Никотиновое соединение вступает в реакцию с кислотным соединением в смесительной камере 420 с образованием аэрозоля, содержащего прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту и выходящего из картриджа 400 через выход 423 картриджа. Затем аэрозоль, содержащий прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту, протекает через расположенный дальше по потоку конец мундштука 504 и доставляется пользователю.
На Фиг. 6 показана схематическая иллюстрация картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе согласно третьему варианту осуществления. Картридж 600 содержит первое отделение 602, имеющее первый вход 604 для воздуха и первый выход 606 для воздуха. Первое отделение 602 содержит источник 608 никотина. Картридж 600 также содержит второе отделение 610, имеющее второй вход 612 для воздуха и второй выход 614 для воздуха. Второе отделение 610 содержит источник 616 кислоты. Картридж 600 также содержит корпус 618 кожуха картриджа, образующий смесительную камеру 620 и выход 623 картриджа. Смесительная камера 620 расположена между первым и вторым выходами 606, 614 для воздуха в первом и втором отделениях и выходом 623 картриджа. Картридж 600 также содержит крышку 630 с первым отверстием 632 крышки и вторым отверстием 634 крышки. Крышка 630 образует винтовую резьбу 636. Крышка 630 расположена раньше по потоку относительно первого и второго входов 604, 612 для воздуха первого и второго отделений.
Картридж 600 также содержит первый нагревательный элемент 622 и второй нагревательный элемент 624. Первый нагревательный элемент 622 расположен внутри первого отделения 602. При использовании первый нагревательный элемент 622 нагревает источник 608 никотина и смесительную камеру 620. Второй нагревательный элемент 624 расположен внутри второго отделения 610. При использовании второй нагревательный элемент 624 нагревает источник 616 кислоты и смесительную камеру 620. Первый и второй нагревательные элементы представляют собой токоприемники, хотя картридж 600 будет функционировать в основном таким же образом, если один или более из этих нагревательных элементов будут представлять собой электрически резистивные нагревательные элементы, соединенные с источником питания.
В картридже 600 по Фиг. 6 часть смесительной камеры 620 расположена между первым отделением 602 и вторым отделением 604. Картридж 600 также содержит препятствия 638, 640 для потока воздуха.
На Фиг. 7 показана схематическая иллюстрация генерирующей аэрозоль системы 700, содержащей генерирующее аэрозоль устройство 702, взаимодействующее с картриджем 600 по Фиг. 6.
Генерирующее аэрозоль устройство 702 содержит кожух 706 устройства, образующий полость для размещения части картриджа 600. Кожух 706 устройства также образует винтовую резьбу 712, которая взаимодействует с винтовой резьбой 636 картриджа 600 для закрепления картриджа в состоянии взаимодействия с генерирующим аэрозоль устройством 702. В данном варианте осуществления картридж 600 взаимодействует с генерирующим аэрозоль устройством 502 посредством винтовой резьбы, хотя с незначительными модификациями можно использовать соединение любого другого типа, такое как соединение с защелкиванием или простое нажимное соединение.
Генерирующее аэрозоль устройство также содержит источник 714 питания. Источник 714 питания соединен с контроллером 716. Источник 714 питания также соединен с катушкой 718 индуктивности. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит первый вход 720 для воздуха и второй вход 722 для воздуха. При вводе во взаимодействие картриджа 600 с генерирующим аэрозоль устройством 702 первый вход 720 для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 702 сообщается по текучей среде с первым отверстием 632 крышки картриджа 600, а второй вход 722 для воздуха в генерирующего аэрозоль устройстве 702 сообщается по текучей среде со вторым отверстием 634 крышки картриджа 600. Генерирующее аэрозоль устройство 702 также содержит датчик потока (не показан), выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха через канал для потока воздуха между первым входом 720 для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 702 и первым отверстием 632 крышки картриджа 600. Датчик потока соединен с контроллером 716.
Генерирующая аэрозоль система 700 работает следующим образом. Вставляют картридж 600 в полость, образованную генерирующим аэрозоль устройством 702. Винтовая резьба 636 взаимодействует с винтовой резьбой 712.
Пользователь осуществляет затяжку на расположенном дальше по потоку конце или мундштучной части картриджа 600. Это действие приводит к втягиванию воздуха через первый и второй входы для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 702. Датчик потока в генерирующем аэрозоль устройстве 702 обнаруживает изменение потока воздуха через устройство, которое указывает на осуществление затяжки пользователем. Контроллер 716 повышает мощность, подаваемую от источника 714 питания на катушку 718 индуктивности, с нуля до рабочей мощности катушки индуктивности. Источник 714 подает переменный ток на катушку 436 индуктивности таким образом, что катушка 718 индуктивности генерирует переменное магнитное поле.
Переменное магнитное поле создает вихревые токи в внутри токоприемных нагревательных элементов 622, 624, которые в результате этого нагреваются. Дополнительный нагрев обеспечивается за счет потерь на магнитный гистерезис внутри токоприемников. Токоприемники нагревают первое отделение 602 и второе отделение 610 до приблизительно 100 градусов по Цельсию. Это приводит к нагреву источника 608 никотина и источника 616 кислоты для испарения никотинового соединения и кислотного соединения.
Поток воздуха через первый вход 720 для воздуха в устройстве 702 протекает через первое отверстие 632 крышки и затем через первый вход 604 для воздуха первого отделения 602. Этот поток воздуха захватывает испаренное никотиновое соединение из источника 608 никотина, который был нагрет с помощью токоприемного нагревательного элемента 622. Поток воздуха и захваченное никотиновое соединение выходят из первого отделения 602 через первый выход 606 для воздуха первого отделения 602 в смесительную камеру 620.
В то же самое время, поток воздуха через второй вход 722 для воздуха в устройстве 702 протекает через второе отверстие 634 крышки и затем через второй вход 612 для воздуха второго отделения 610. Этот поток воздуха захватывает испаренное кислотное соединение из источника 608 кислоты, который был нагрет с помощью токоприемного нагревательного элемента 624. Поток воздуха и захваченное кислотное соединение выходят из второго отделения 610 через второй выход 614 для воздуха второго отделения 610 в смесительную камеру 620.
Захваченное никотиновое соединение смешивается с захваченным кислотным соединением в смесительной камере 620. Смесительная камера 620 нагревается с помощью нагревательных элементов 622, 624 до температуры приблизительно 70 градусов по Цельсию. Потоки воздуха и захваченное никотиновое соединение и кислотное соединение вступают в контакт с препятствиями 638, 640 для потока в смесительной камере 620. Препятствия 638, 640 для потока способствуют смешению потоков воздуха и захваченных соединений благодаря изменению направления протекания частей потоков воздуха. Никотиновое соединение вступает в реакцию с кислотой в смесительной камере 620 с образованием аэрозоля, содержащего прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту и выходящего из картриджа 600 через выход 623 картриджа. Затем аэрозоль, содержащий прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту, протекает через мундштучную часть картриджа и доставляется пользователю.
На Фиг. 8 показана схематическая иллюстрация генерирующей аэрозоль системы 800 согласно четвертому варианту осуществления, содержащей генерирующее аэрозоль устройство 802, взаимодействующее с картриджем 850.
Генерирующее аэрозоль устройство 802 содержит кожух 806 устройства, который образует винтовую резьбу 812. Генерирующее аэрозоль устройство 802 также содержит источник 814 питания. Источник 814 питания соединен с контроллером 816. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит первый вход 818 для воздуха и второй вход 820 для воздуха. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит датчик потока (не показан), выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха через канал для потока воздуха между первым входом для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве и первым отверстием крышки картриджа. Датчик потока соединен с контроллером 816. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит электрически резистивный нагревательный элемент 822, соединенный с источником 814 питания и контроллером 816.
Картридж 850 содержит первое отделение 852, имеющее первый вход 854 для воздуха и первый выход 856 для воздуха. Первое отделение 852 также содержит источник 858 никотина. Картридж 850 также содержит второе отделение 860, имеющее второй вход 862 для воздуха и второй выход 864 для воздуха. Второе отделение 860 также содержит источник 866 кислоты. Картридж 850 также содержит корпус 868 кожуха картриджа, образующий смесительную камеру 870, выход 872 картриджа и винтовую резьбу 874. Смесительная камера 870 расположена между первым и вторым выходами 856, 864 для воздуха и выходом 872 картриджа. Картридж 850 также содержит крышку 880 с первым отверстием 882 крышки и вторым отверстием 884 крышки. Второе отделение 880 расположено раньше по потоку относительно первого и второго входов 854, 862 для воздуха первого и второго отделений. Картридж 850 также содержит полость 886, проходящую через крышку 880 в корпус 868 кожуха картриджа.
При вводе во взаимодействие картриджа 850 с генерирующим аэрозоль устройством первый вход для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве сообщается по текучей среде с первым отверстием 882 крышки картриджа 850, а второй вход для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве сообщается по текучей среде со вторым отверстием 884 крышки картриджа 850. При вводе во взаимодействие картриджа 850 с генерирующим аэрозоль устройством 802 нагревательный элемент 822 устройства располагается внутри полости 886 картриджа 850.
Генерирующая аэрозоль система 800 работает следующим образом. Вставляют картридж 850 в полость 886, образованную генерирующим аэрозоль устройством. Винтовая резьба 812 устройства взаимодействует с винтовой резьбой 874 картриджа 850.
Пользователь осуществляет затяжку на расположенном дальше по потоку конце мундштука (не показан), который съемно прикреплен к расположенному дальше по потоку концу картриджа. Это действие приводит к втягиванию воздуха через первый и второй входы для воздуха в генерирующем аэрозоль устройстве 802. Датчик потока в генерирующем аэрозоль устройстве 802 обнаруживает изменение потока воздуха через устройство, которое указывает на осуществление затяжки пользователем. Контроллер 816 повышает мощность, подаваемую от источника 814 питания на электрически резистивный нагревательный элемент 822, с нуля до рабочей мощности. В результате температура нагревательного элемента 822 повышается приблизительно до 100 градусов по Цельсию. Нагревательный элемент 822 нагревает первое отделение и второе отделение до приблизительно 80 градусов по Цельсию. Это приводит к нагреву источника 858 никотина и источника 866 кислоты для испарения никотинового и кислотного соединений.
Поток воздуха через первый вход для воздуха в устройстве протекает через первое отверстие 882 крышки и затем через первый вход 854 для воздуха первого отделения 852. Этот поток воздуха захватывает испаренное никотиновое соединение из источника 858 никотина, который был нагрет с помощью нагревательного элемента 822. Поток воздуха и захваченное испаренное никотиновое соединение выходят из первого отделения 852 через первый выход 856 для воздуха первого отделения 852 в смесительную камеру 870.
В то же самое время, поток воздуха через второй вход для воздуха в устройстве протекает через второе отверстие 884 крышки и затем через второй вход 862 для воздуха второго отделения 860. Этот поток воздуха захватывает испаренное кислотное соединение из источника 866 кислоты, который был нагрет с помощью нагревательного элемента 822. Поток воздуха и захваченное испаренное кислотное соединение выходят из второго отделения 860 через второй выход 864 для воздуха второго отделения 860 в смесительную камеру 870.
Захваченное испаренное никотиновое соединение смешивается с захваченным испаренным кислотным соединением в смесительной камере 870. Смесительная камера нагревается с помощью нагревательного элемента 822 до температуры приблизительно 80 градусов по Цельсию. Испаренное никотиновое соединение вступает в реакцию с испаренным кислотным соединением в смесительной камере 870 с образованием аэрозоля, содержащего прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту и выходящего из картриджа 850 через выход 873 картриджа. Затем аэрозоль, содержащий прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту, протекает через расположенный дальше по потоку конец мундштука и доставляется пользователю.
На Фиг. 9 показана схематическая иллюстрация картриджа для использования в образующей аэрозоль системе согласно пятому варианту осуществления. Картридж 900 содержит первое отделение 902, имеющее первый вход 904 для воздуха и первый выход 906 для воздуха. Первое отделение 902 также содержит источник 908 никотина. Картридж 900 также содержит второе отделение 910, имеющее второй вход 912 для воздуха и второй выход 914 для воздуха. Второе отделение 910 также содержит источник 916 кислоты. Картридж 900 также содержит корпус 918 кожуха картриджа, образующий взаимодействующие участки 919, 921 картриджа, смесительную камеру 920 и выход 923 картриджа. Смесительная камера 920 расположена между выходами 906, 914 для воздуха в первом и втором отделениях и выходом 923 картриджа. Картридж 900 также содержит крышку 930 с первым отверстием 932 крышки и вторым отверстием 934 крышки. Крышка 930 расположена раньше по потоку относительно входов 904, 912 для воздуха первого и второго отделений.
На Фиг. 10 показана схематическая иллюстрация генерирующего аэрозоль устройства. Генерирующее аэрозоль устройство 1000 совместимо с картриджем 900, показанным на Фиг. 9. Генерирующее аэрозоль устройство 1000 содержит кожух 1002 устройства, который образует полость 1004, первый взаимодействующий участок 1006 устройства и второй взаимодействующий участок 1008 устройства. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит источник 1010 питания, соединенный с контроллером 1012. Генерирующее аэрозоль устройство 1000 также содержит электрически резистивную катушку 1014, расположенную вокруг части полости 1004. Катушка 1014 соединена с контроллером 1012. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит первый вход 1016 для воздуха и второй вход 1018 для воздуха. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит датчик температуры (не показан) и пользовательский интерфейс, имеющий пользовательскую кнопку (не показана). Пользовательский интерфейс также содержит экран для представления пользователю информации, относящейся к генерирующему аэрозоль устройству 1000.
При использовании пользователь нажимает на пользовательскую кнопку, и источник 1010 питания, соединенный с катушкой 1014, подает электрический ток на катушку 1014 таким образом, что температура катушки 1014 повышается. Это приводит к нагреву первого отделения 902 и второго отделения 910 до температуры от приблизительно 80 градусов по Цельсию до приблизительно 100 градусов по Цельсию. В результате происходит нагрев источника 908 никотина и источника 916 кислоты для испарения никотинового и кислотного соединений.
На Фиг. 11 показана генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж по Фиг. 9, взаимодействующий с генерирующим аэрозоль устройством по Фиг. 10. Для ввода во взаимодействие картриджа 900 с генерирующим аэрозоль устройством 1002 размещают картридж 900 в полости 1004 генерирующего аэрозоль устройства 1002, и первый взаимодействующий участок 1006 и второй взаимодействующий участок 1008 взаимодействуют с первым взаимодействующим участком 919 картриджа и вторым взаимодействующим участком 921 картриджа соответственно. В результате картридж закрепляется на месте.
При вводе во взаимодействие картриджа 900 с генерирующим аэрозоль устройством 1000 катушка 1014 окружает первое отделение 902, второе отделение 910 и часть смесительной камеры 920.
Генерирующая аэрозоль система 1100 также содержит мундштук (не показан). Часть мундштука окружает часть картриджа. Мундштук взаимодействует с кожухом 1002 устройства для закрепления мундштука на месте.
При использовании генерирующая аэрозоль система работает следующим образом. Пользователь осуществляет затяжку на расположенном дальше по потоку конце мундштука. Это действие приводит к втягиванию воздуха через первый вход 1016 для воздуха в устройстве и второй вход 1018 для воздуха в устройстве. Пользователь нажимает на пользовательскую кнопку. Это приводит к повышению мощности, подаваемой от источника 1010 питания на катушку 1014, с нуля до рабочей мощности. Температура катушки 1014 повышается, и в результате происходит нагрев первого отделения 902, второго отделения 910 и смесительной камеры 920. Эта смесительная камера нагревается до температуры от приблизительно от 60 градусов по Цельсию до 80 градусов по Цельсию. В данном варианте осуществления система работает в режиме непрерывного нагрева. Это означает, что катушка 1014 нагревает первое отделение, 902, второе отделение 910 и смесительную камеру 920 в течение всего сеанса работы, а не в ответ на обнаружение затяжек, осуществляемых пользователем. В генерирующее аэрозоль устройство 1000 могут быть включены датчик температуры и экран, так что обеспечивается возможность указания пользователю на то, что достигнута рабочая температура, при которой образуется аэрозоль. Во время работы катушка работает при приблизительно 200 градусах по Цельсию. Нагреватель может работать в течение фиксированного периода времени после активации, например 5 минут, или он может работать до тех пор, пока пользователь не прекратит подачу мощности от источника 1010 питания на нагреватель 1014 путем повторного нажатия пользовательской кнопки.
Поток воздуха через первый вход 1016 для воздуха в устройстве протекает через первое отверстие 932 крышки и затем через первый вход 904 для воздуха первого отделения 902. Этот поток воздуха захватывает испаренное никотиновое соединение из источника 908 никотина, который был нагрет с помощью смежного нагревательного элемента 922. Поток воздуха и захваченное испаренное никотиновое соединение выходят из первого отделения 902 через первый выход 906 для воздуха первого отделения 902 в смесительную камеру 920.
В то же самое время, поток воздуха через второй вход 1018 для воздуха в устройстве протекает через второе отверстие 934 крышки и затем через второй вход 912 для воздуха второго отделения 910. Этот поток воздуха захватывает испаренное кислотное соединение из источника 908 кислоты, который был нагрет с помощью катушки 1014. Поток воздуха и захваченное испаренное кислотное соединение выходят из второго отделения 910 через второй выход 914 для воздуха второго отделения 910 в смесительную камеру 920.
Захваченное испаренное никотиновое соединение смешивается с захваченным испаренным кислотным соединением в смесительной камере 920. Смесительная камера нагревается с помощью катушки 1014. Никотиновое соединение вступает в реакцию с кислотным соединением в смесительной камере 920 с образованием аэрозоля, содержащего прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту и выходящего из картриджа 900 через выход 923 картриджа. Затем аэрозоль, содержащий прореагировавший никотин и прореагировавшую кислоту, протекает через полость, образованную мундштуком, и доставляется пользователю.
На фигурах показаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что в описанные варианты осуществления могут быть внесены изменения в рамках объема настоящего изобретения. Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, также могут быть применены к одному или более другим вариантам осуществления.
Предпочтительно, все варианты осуществления, описанные в данном документе, содержат нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры для достижения повышенной скорости реакции между никотином и кислотой в смесительной камере.
Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль системам и картриджам для использования в таких системах. Предложен картридж (100) для использования в генерирующей аэрозоль системе. Картридж (100) содержит смесительную камеру (120) для смешения никотина из источника (108) никотина и кислоты из источника (116) кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля. Картридж (100) также содержит нагревательный элемент (126, 128), выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры (120). Также предложены генерирующая аэрозоль система и способ генерирования аэрозоля в генерирующей аэрозоль системе. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.
1. Картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий:
первое отделение, имеющее первый вход для воздуха и первый выход для воздуха, причем первый вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно первого выхода для воздуха, и первое отделение содержит источник никотина;
второе отделение, имеющее второй вход для воздуха и второй выход для воздуха, причем второй вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно второго выхода для воздуха, и второе отделение содержит источник кислоты;
смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина в первом отделении и кислоты из источника кислоты во втором отделении с потоком воздуха для образования аэрозоля, причем смесительная камера расположена дальше по потоку относительно обоих из первого выхода для воздуха первого отделения и второго выхода для воздуха второго отделения; и
нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры,
причем по меньшей мере участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры.
2. Картридж по п. 1, в котором нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60°C до 80°C при использовании.
3. Картридж по п. 2, в котором при использовании температура первого отделения или температура второго отделения или обе из температуры первого отделения и температуры второго отделения не превышают 250°C.
4. Картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный элемент содержит токоприемник или электрически резистивный нагревательный элемент или оба из токоприемника и электрически резистивного нагревательного элемента.
5. Картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере часть смесительной камеры расположена между первым отделением и вторым отделением.
6. Картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором смесительная камера содержит одно или более препятствий для потока, которые изменяют направление потока для по меньшей мере части потока воздуха.
7. Картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный элемент представляет собой электрически резистивную проволочную катушку, по меньшей мере часть которой расположена вокруг по меньшей мере части смесительной камеры.
8. Картридж по любому из предыдущих пунктов, в котором первый участок нагревательного элемента выполнен с возможностью нагрева первого отделения или второго отделения или обоих из первого отделения и второго отделения, а второй участок нагревательного элемента выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры.
9. Картридж по любому из пп. 1-6, в котором первый участок нагревательного элемента расположен смежно с первым отделением или вторым отделением или с обоими из первого отделения и второго отделения, а второй участок нагревательного элемента расположен смежно со смесительной камерой или внутри нее.
10. Генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж по любому из пп. 1-9; и генерирующее аэрозоль устройство, содержащее источник питания, выполненный с возможностью подачи мощности на нагревательный элемент при вводе во взаимодействие картриджа с устройством.
11. Генерирующая аэрозоль система по п. 10, в которой генерирующее аэрозоль устройство содержит второй нагревательный элемент, по меньшей мере участок которого выполнен с возможностью нагрева первого отделения или второго отделения или обоих из первого отделения и второго отделения.
12. Генерирующая аэрозоль система, содержащая: картридж для использования в указанной генерирующей аэрозоль системе, содержащий:
первое отделение, имеющее первый вход для воздуха и первый выход для воздуха, причем первый вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно первого выхода для воздуха, и первое отделение содержит источник никотина;
второе отделение, имеющее второй вход для воздуха и второй выход для воздуха, причем второй вход для воздуха расположен раньше по потоку относительно второго выхода для воздуха, и второе отделение содержит источник кислоты; и
смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля, причем смесительная камера расположена дальше по потоку относительно обоих из первого выхода для воздуха первого отделения и второго выхода для воздуха второго отделения,
нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры, и
генерирующее аэрозоль устройство, содержащее кожух и источник питания, подающий мощность на нагревательный элемент,
причем при использовании по меньшей мере участок картриджа выполнен с возможностью взаимодействия с кожухом, и по меньшей мере участок нагревательного элемента не находится ни раньше по потоку, ни дальше по потоку относительно смесительной камеры.
13. Картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий:
первое отделение, содержащее источник никотина;
второе отделение, содержащее источник кислоты;
смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля; и
нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева смесительной камеры,
причем по меньшей мере участок нагревательного элемента выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60°C до 80°C при использовании.
14. Генерирующая аэрозоль система, содержащая:
картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий:
первое отделение, содержащее источник никотина;
второе отделение, содержащее источник кислоты; и
смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля, и
генерирующее аэрозоль устройство, содержащее нагревательный элемент и кожух,
причем при использовании по меньшей мере участок картриджа выполнен с возможностью взаимодействия с кожухом, и по меньшей мере участок нагревательного элемента выполнен с возможностью нагрева смесительной камеры до температуры от 60°C до 80°C.
15. Способ генерирования аэрозоля в генерирующей аэрозоль системе, содержащей:
картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий:
первое отделение, содержащее источник никотина;
второе отделение, содержащее источник кислоты; и
смесительную камеру для смешения никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты с потоком воздуха для образования аэрозоля,
нагреватель и
генерирующее аэрозоль устройство, содержащее кожух, при использовании выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с участком картриджа,
причем нагреватель содержит первый участок и второй участок, и способ включает этап, на котором подают мощность на нагреватель таким образом, чтобы первый участок нагревателя нагревал первое отделение или второе отделение или оба из первого отделения и второго отделения, а второй участок нагревателя нагревал смесительную камеру, или
нагреватель содержит первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент, и способ включает этап, на котором подают мощность на первый нагревательный элемент таким образом, чтобы первый нагревательный элемент нагревал первое отделение или второе отделение или оба из первого отделения и второго отделения, и подают мощность на второй нагревательный элемент таким образом, чтобы второй нагревательный элемент нагревал смесительную камеру.
| WO 2017032695 A1, 02.03.2017 | |||
| WO 2018099999 A1, 07.06.2018. |
