ЭЛЕКТРОННАЯ СИГАРЕТА Российский патент 2023 года по МПК A24F47/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение направлено на электронную сигарету, в частности, на электронную сигарету, содержащую нагревательный элемент в повторно используемой детали, и включающую дополнительные функции для пользователя.

Уровень техники

Электронные сигареты стали довольно широко распространенными в недавние годы, заменяя обычные сигареты, будучи более здоровой альтернативой традиционным материалам на табачной основе без существенного влияния на ощущения от курения.

Электронная сигарета обычно включает базовую часть, содержащую все действующие компоненты электронной сигареты (процессор, батарею, и т.д.), и часть одноразового применения, которая содержит заправку курительной субстанции, и которая выбрасывается/дозаправляется после определенного периода использования.

Как правило, базовая часть включает сердцевинные компоненты электронной сигареты, которые предназначены для испарения курительной субстанции, которая находится в жидком состоянии в части одноразового применения. Для этой цели обычно в части одноразового применения предусматривается нагревательный элемент (например, спираль), который электрически подключается к батарее, как только часть одноразового применения и базовая часть объединяются при сборке, и который предназначен для передачи тепла к курительной субстанции для цели испарения.

Примерные патенты, имеющие отношение к нагревательному элементу в картридже, основаны на:

- нагревательном элементе в атомайзере в трубчатом картридже (фирма Shenzhen smoore technology Ltd., Electronic cigarette (Электронная сигарета), патентный документ WO2015043126);

- нагревательном элементе и жидкости для электронных сигарет, составляющих атомайзер (фирма SIS Resources Ltd. патентный документ WO2015028891); и

- двух нагревательных элементах, собранных в одной и той же области (в зоне формирования аэрозоля), 2 испаряемых жидкостях из 2 различных резервуаров. Транспортные элементы переплетены с нагревательным элементом и создают зону формирования аэрозоля (фирма R.J. Reynolds Tobacco Co., патентный документ US 2014/0000638).

Примерные патенты, относящиеся к нагреванию в части одноразового применения, основываются на пропитке сетки и/или жгута жидкостью для электронных сигарет и нагревании ее отдельной нагретой спиралью. Нагретая спираль размещается в части одноразового применения (с батареей), и картридж находится в части одноразового применения. Поэтому отсутствует испарительная камера (дистанция между сеткой и хранилищем жидкости, смотри патентный документ WO2013155645, фирма Ruyan investment holdings Ltd., Electronic cigarette (Электронная сигарета)).

Признание вышеуказанных литературных источников здесь не подразумевается как означающее, что они любым образом имеют отношение к патентоспособности раскрываемого теперь предмета изобретения.

Сущность изобретения

В соответствии с одним аспектом предмета изобретения настоящей заявки, представлена электронная сигарета, включающая базовую часть и картридж, предназначенный для сборки с нею, причем указанная базовая часть включает: батарею и по меньшей мере один нагревательный элемент, соединенный с батареей, и причем указанный картридж включает камеру для субстанции, предназначенную для содержания в ней выкуриваемой субстанции, причем указанная камера для субстанции содержит выходное отверстие для субстанции; испарительную камеру в сообщении с выходным отверстием для субстанции для принятия в нее указанной субстанции; и по меньшей мере один теплопередающий элемент, который, будучи нагретым нагревательным элементом базовой части, предназначен, по меньшей мере когда картридж соединен с базовой частью, для нагревания субстанции, поступающей через указанный выходное отверстие для субстанции, для ее испарения в испарительной камере.

В соответствии с еще одним аспектом предмета изобретения настоящей заявки, представлен картридж для электронной сигареты, причем указанный картридж предназначен для присоединения к базовой части электронной сигареты, имеющей батарею и по меньшей мере один нагревательный элемент, соединенный с батареей, причем указанный картридж включает: камеру для субстанции, предназначенную для содержания в ней выкуриваемой субстанции, причем указанная камера для субстанции содержит выходное отверстие для субстанции; испарительную камеру в сообщении с выходным отверстием для субстанции для принятия в нее указанной субстанции; и по меньшей мере один теплопередающий элемент, который, будучи нагретым нагревательным элементом базовой части, предназначен, по меньшей мере когда картридж соединен с базовой частью, для нагревания субстанции, поступающей через указанный выходное отверстие для субстанции, для ее испарения в испарительной камере.

Выкуриваемая субстанция далее будет называться «курительной субстанцией». Должно быть понятно, что термин «курительная субстанция» совсем не обязательно действительно выкуривается, и относится только к веществу (например, жидкости), которое, в конечном итоге, может быть испарено для сообщения пользователю ощущения от курения.

При вышеуказанной конфигурации нагревательный элемент не приходит в непосредственный контакт с камерой для субстанции и, что более важно, с самой курительной субстанцией.

Кроме того, картридж может включать сорбционный элемент, по меньшей мере частично размещенный внутри испарительной камеры. При такой конструкции тепло подводится от теплопередающего элемента на сорбционный элемент путем теплопроводности.

Сорбционный элемент может быть выполнен из любого материала или комбинации материалов, способных производить сорбцию и/или абсорбцию еще одного материала, и может быть изготовлен, например, из одного или многих из следующих материалов: волокна, стекла, алюминия, хлопка, керамического материала, целлюлозы, в виде фитиля из стекловолокна, сетки из нержавеющей стали, полиэтилена (PE), полипропилена, полиэтилентерефталата (PET), поли(циклогександиметилен)терефталата (PCT), полибутилентерефталата (PBT), политетрафторэтилена (PTFE), растянутого политетрафторэтилена (ePTFE), и BAREX®, и т.д.

Теплопередающий элемент может иметь первую сторону, предназначенную, когда картридж соединен с базовой частью, для сопряжения с нагревательным элементом, для восприятия тепла от него, и вторую сторону, обращенную к выходному отверстию для субстанции, для подведения тепла к веществу, выходящему из выходного отверстия для вещества.

Когда картридж в собранном виде соединен с базовой частью, нагревательный элемент может быть отделен от испарительной камеры теплопередающим элементом.

Картридж может дополнительно включать пористый элемент, размещенный между выходным отверстием для субстанции и теплопередающим элементом. Пористый элемент также может быть размещен между камерой для субстанции и испарительной камерой. Пористый элемент и сорбционный элемент могут быть объединены в одну деталь. Сорбционный элемент, по меньшей мере частично, может быть окружен пористым элементом или размещен внутри него. Пористый элемент может создавать защиту сорбционного элемента и/или поддерживать сорбционный элемент. Пористый элемент может быть сформирован в виде сетки. Пористый элемент может быть выполнен, например, из нержавеющей стали или любого другого подобного материала, который способен переносить субстанцию.

Испарительная камера может быть размещена между пористым элементом и теплопередающим элементом.

Пористый элемент может иметь первую поверхность, связанную с выходным отверстием для субстанции для поглощения субстанции, и вторую поверхность, связанную с теплопередающим элементом, чтобы обеспечить переход субстанции из камеры для субстанции в испарительную камеру. Первая поверхность может быть погружена в субстанцию.

Вторая поверхность может быть связана с теплопередающим элементом, будучи обращенной к теплопередающему элементу, и может быть отделена от теплопередающего элемента испарительной камерой, чтобы обеспечить введение субстанции со второй поверхности в испарительную камеру для ее нагревания и тем самым испарения ее.

В соответствии с одним вариантом исполнения конструкции, конфигурация может быть такой, что вторая поверхность пористого элемента не приходит в непосредственный контакт с теплопередающим элементом, тем самым сводя к минимуму любую возможность повреждения пористого элемента теплопередающим элементом.

Пористый элемент может быть сформирован с отверстием, протяженным сквозь него между первой поверхностью и второй поверхностью, и образующим сообщение по текучей среде между испарительной камерой и мундштуком картриджа через испарительный канал, тем самым создавая испаренной субстанции возможность покидать испарительную камеру через мундштук. Отверстие может составлять по меньшей мере часть испарительной камеры.

В соответствии с еще одним вариантом исполнения конструкции, вторая поверхность пористого элемента может быть, по меньшей мере частично, в непосредственном контакте с теплопередающим элементом, тем самым повышая эффективность теплопередачи на сорбционный элемент, с усилением тем самым испарения курительной субстанции. При такой конструкции тепло подводится от теплопередающего элемента на вторую поверхность пористого элемента путем теплопроводности.

Сорбционный элемент может иметь удлиненную форму (например, шнурок, лента, и т.д.).

Сорбционный элемент может быть в форме плоской крышки, покрытия или прокладки из мягкого материала. В частности, сорбционному элементу могут быть приданы размер и форма для соответствия поперечному сечению одного компонента из испарительной камеры и камеры для субстанции. Пористому элементу могут быть приданы размер и форма для соответствия поперечному сечению одного компонента из испарительной камеры и камеры для субстанции.

Кроме того, картридж может включать: корпус картриджа, по меньшей мере частично включающий указанную камеру для субстанции и указанную испарительную камеру, и испарительный канал, протяженный вдоль корпуса картриджа и сообщающийся по текучей среде с испарительной камерой. Корпус картриджа может иметь ближний конец, выполненный с мундштуком, который находится в сообщении по текучей среде с испарительной камерой через испарительный канал, и дальний конец, связанный с теплопередающим элементом. Мундштук выполнен с возможностью доставки испаренной субстанции пользователю. Теплопередающий элемент может быть размещен у дальнего конца. Теплопередающий элемент может быть размещен перпендикулярно относительно испарительного канала.

Камера для субстанции может быть размещена рядом с испарительным каналом, протяженным между испарительной камерой и мундштуком. Камера для субстанции может быть размещена окружающей испарительный канал.

Корпус картриджа может включать первое впускное отверстие для воздуха, сформированное в нем для создания сообщения по текучей среде между наружной стороной картриджа и испарительной камерой, чтобы обеспечивать проток воздуха в испарительную камеру для испарения субстанции в ней.

Первое впускное отверстие для воздуха может быть размещено вблизи дальнего конца картриджа.

Базовая часть может иметь базовый корпус, имеющий стыковочный участок, связанный с нагревательным элементом и выполненный с возможностью сопряжения с дальним концом корпуса картриджа, когда картридж присоединен к базовой части, так, чтобы приблизить нагревательный элемент к теплопередающему элементу или создать контакт с ним.

Стыковочный участок может включать сформированное в нем второе впускное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью, по меньшей мере когда картридж присоединен к базовой части, создания сообщения по текучей среде между наружной стороной электронной сигареты и испарительной камерой через первое впускное отверстие для воздуха, чтобы обеспечить протекание воздуха в испарительную камеру для испарения субстанции в ней. Когда картридж присоединен к базовой части, первое впускное отверстие для воздуха и второе впускное отверстие для воздуха могут быть на одной линии друг с другом.

В собранном состоянии картридж присоединяется к базовой части так, что теплопередающий элемент приходит в контакт с нагревательным элементом для получения тепла от него путем теплопроводности.

В эксплуатационном режиме при включении электронной сигареты батарея электрически нагревает нагревательный элемент в базовой части, который затем передает свое тепло путем теплопроводности на нагревательный элемент. Он, в свою очередь, передает тепло сорбционному элементу, вызывая испарение абсорбированной в нем субстанции.

Когда этот процесс продолжается, субстанция из камеры для субстанции поддерживает заполнение (благодаря эффектам абсорбции в капиллярах) сорбционного элемента, обеспечивая тем самым постоянную подачу субстанции в него. Пары субстанции, созданные во время вышеуказанного процесса, побуждаются к выходу из картриджа через испарительный канал, ведущий к мундштуку и к пользователю.

Теплопередающий элемент может быть выполнен из теплопроводного материала, например, металлов (например, алюминия, меди, и т.д.).

Корпус картриджа может быть выполнен из одного или многих из следующих материалов: алюминия, простого полиэфирэфиркетона (PEEK), полиимидов, таких как Kapton®, полиэтилентерефталата (PET), полиэтилена (PE), полиэтилена высокой плотности (HDPE), полипропилена (PP), полистирола (PS), фторированного этилен-пропилена (FEP), политетрафторэтилена (PTFE), полиоксиметилена (POM), полибутилентерефталата (PBT), акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS), поликарбонатов (PC), эпоксидных смол, полиуретановых смол и виниловых смол. Детали корпуса картриджа могут быть собраны или по меньшей мере частично сформованы литьем.

Нагревательный элемент может быть выполнен из электрорезистивного материала. Нагревательный элемент может включать неупругий материал, например, керамический спеченный материал, такой оксид алюминия (Al2О3) и нитрид кремния (Si3N4), или плату с печатной схемой, или силиконовый каучук. Нагревательный элемент может включать упругий, металлический материал, например, сплав железа или хромо-никелевый сплав.

Электрорезистивный материал нагревательного элемента может включать один или многие из следующих материалов: полупроводники, такие как легированные керамические материалы, электрически «проводящие» керамические материалы (например, такие как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, металлические сплавы, и композитные материалы, выполненные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут включать легированные или нелегированные керамические материалы. Примеры пригодных легированных керамических материалов включают легированные карбиды кремния. Примеры пригодных металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примеры пригодных металлических сплавов включают нержавеющую сталь, сплавы никеля, кобальта, хрома, алюминия-титана-циркония, гафния, ниобия, молибдена, тантала, вольфрама, олова, галлия и марганца, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку фирмы Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композитных материалах электрорезистивный материал необязательно может быть погружен в изоляционный материал, инкапсулирован в нем или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетических характеристик переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств.

Нагревательный элемент может быть сформирован с использованием металла, имеющего определенное взаимоотношение между температурой и удельным электрическим сопротивлением. В таких вариантах исполнения металл может быть сформирован как дорожка между двумя слоями подходящих изоляционных материалов. Нагревательный элемент, сформированный таким образом, может быть использован как в качестве нагревателя, так и в качестве температурного датчика.

Нагревательный элемент может включать температурный датчик, встроенный в него или присоединенный к нему.

Нагревательный элемент может быть, по меньшей мере частично, инкапсулирован в защитный материал, такой как стекло, или покрыт им.

Батарея может представлять собой источник напряжения постоянного тока (DC). Например, батарея может представлять собой никель-металлгидридный аккумулятор, никель-кадмиевый аккумулятор, или аккумулятор на основе лития, например, литий-кобальтовый, литий-железофосфатный, литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор.

На протяжении всего процесса ни субстанция, ни сорбционный элемент не приходят в любой контакт с нагревательным элементом, так как они отделены по меньшей мере теплопередающим элементом. Другими словами, вторая поверхность сорбционного элемента нагревается только благодаря ее сопряжению с теплопередающим элементом.

Такая конфигурация имеет по меньшей мере следующие преимущества:

- сокращение риска коррозионного процесса в нагревательном элементе, модифицирования температуры испарения и снижения эффективности нагревателя;

- сокращение опасности заглатывания жидкости в случае ненадлежащего процесса испарения, или присоединения нагревательного элемента к фильтру;

- сокращение воздействия загрязнений, изменения свойств паров и повышения стоимости картриджа;

- сокращение риска взрыва при ненадлежащем испарении на основе устройств под давлением; и

- сокращение опасности возгорания при контакте между сорбционным элементом и нагревательным элементом (как известно в технологии).

Также следует отметить, что, поскольку нагревательный элемент размещается внутри базовой части, которая используется многократно, это позволяет применять нагревательный элемент более высокого сорта, с лучшими характеристиками надежности и нагревательной способности и производительности, что было бы экономически неприемлемо, когда нагревательный элемент размещается внутри части одноразового применения (то есть, в картридже).

В дополнение, устранение контакта между курительной субстанцией и нагревательным элементом позволяет, для всех практических целей, значительно сократить возможность любого остаточного привкуса, переносимого между пополнениями/заменами картриджа.

Базовая часть может дополнительно включать процессор, связанный с электрическими компонентами электронной сигареты, в том числе батареей. Электрические компоненты могут быть выполнены с возможностью придания дополнительных свойств электронной сигарете, некоторыми из каковых являются:

- чувствительный блок (например, гироскоп, акселерометр, компас, и т.д.), соединенный с процессором для идентификации перемещения или положения электронной сигареты, и тем самым обеспечения ее работы на основе жестов. В случае внутреннего гироскопа, он может быть составлен или дополнен любым другим датчиком вроде компаса или акселерометра, выполненным с возможностью детектирования жестов. Например, электронная сигарета может быть дважды наклонена, чтобы быть «включенной» и/или отложенной в сторону для положения отключения; детектор затяжек на основе микрофона или датчика давления, соединенный с процессором. В примере, в котором детектор затяжек представляет собой микрофон, когда пользователь производит вдох, он создает специфическую вибрацию, используемую для отсчета затяжек. Детектор затяжек может определять силу, с которой пользователь производит вдох, и тем самым автоматически приспосабливать количество поставляемой курительной субстанции;

- мера эквивалентности сигарете - позволяющая процессору определять, на основе числа затяжек и продолжительности каждой затяжки, каковым является предполагаемое число соответствующих «подлинных сигарет», выкуриваемых пользователем, и предупреждать его об этом. Например, процессор может быть выполнен с возможностью подачи сигнала пользователю, что он выкурил уже более десяти сигарет, и подать тревожный сигнал. В альтернативном варианте, пользователь может быть в состоянии настроить заблаговременно предел сигареты, после которого электронная сигарета отключается на предварительно определенный промежуток времени;

- электроника отключает сигарету, когда число затяжек и/или заданная продолжительность вдыхаемой затяжки эквивалентна определенному числу затяжек и/или определенной продолжительности затяжек.

В целом, предмет изобретения настоящей заявки обеспечивает по меньшей мере следующие преимущества:

- простая смена вкусо-ароматических свойств заменой одного картриджа еще одним картриджем;

- предотвращение контакта между субстанцией в картридже и нагревательным элементом, предотвращение переноса вкусо-ароматических свойств от одного картриджа к еще одному; - предотвращение контакта между вставленным сорбционным элементом и нагревательным элементом, снижение риска воспламенения жгута; и

- обеспечение возможности применения повторно используемого вскрытого (или присутствующего) картриджа.

В соответствии с еще одним аспектом предмета изобретения настоящей заявки, представлена электронная сигарета, включающая базовую часть и картридж, выполненный с возможностью сборки с ней, причем базовая часть включает батарею, процессор, связанный с батареей, и один или более ориентационных компонентов, связанных с процессором, причем указанные ориентационные компоненты выполнены с возможностью идентификации перемещения, ориентации или пространственного положения по меньшей мере базовой части, и передачи данных относительно указанного перемещения на процессор, на основе которых указанный процессор выполнен с возможность по меньшей мере включения/выключения батареи. Понятно, что на основе различных жестов, производимых пользователем, например, ориентированием электронной сигареты определенным образом или перемещением ее в определенном направлении, процессор может создавать дополнительные эксплуатационные режимы электронной сигареты, например, режим ожидания, регулирование количества пара, программы времени курения, и т.д. Электронная сигарета может быть выполнена с возможностью выключения включения при предварительно заданном встряхивающем движении ее пользователем.

В соответствии с еще одним дополнительным аспектом предмета изобретения настоящей заявки, представлена электронная сигарета, включающая базовую часть, выполненную с возможностью сборки с картриджем, включающим субстанцию, причем указанная базовая часть включает батарею и процессор, связанный с батареей, и по меньшей мере один сенсорный компонент, связанный с картриджем и с процессором, причем указанный сенсорный компонент выполнен с возможностью получения по меньшей мере одного параметра курения из картриджа, и передачи указанных данных в процессор, и при этом указанный процессор выполнен с возможностью, по меньшей мере во время действия сигареты, для расчета второго параметра курения на основе указанного первого параметра курения, и подачи соответствующего выходного сигнала либо пользователю, либо на батарею.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания предмета изобретения, который раскрыт здесь, и для иллюстрации того, как он может быть осуществлен на практике, теперь будут описаны варианты исполнения посредством только неограничивающих примеров, со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых:

Фиг.1 представляет схематический вид в разрезе электронной сигареты согласно одному примеру раскрытого теперь предмета изобретения;

Фиг.2А представляет схематический вид в разрезе одного примера картриджа, используемого в электронной сигарете, показанной в Фиг.1;

Фиг.2В представляет схематический вид в разрезе еще одного примера картриджа, используемого в электронной сигарете, показанной в Фиг.1;

Фиг.2С представляет схематический вид в разрезе еще одного дополнительного примера картриджа, используемого в электронной сигарете, показанной в Фиг.1;

Фиг.3А представляет схематический вид в разрезе разобранной электронной сигареты согласно еще одному примеру раскрытого теперь предмета изобретения; и

Фиг.3В представляет схематический вид в разрезе электронной сигареты из Фиг.3А в ее собранном состоянии.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Сначала внимание обращается на Фиг.1, в которой показан схематический вид в разрезе электронной сигареты согласно настоящей заявке, в общем обозначенной кодовым номером 1 позиции и включающей базовую часть 10 и картридж 20, присоединенные друг к другу.

Базовая часть 10 включает цилиндрический корпус 12, содержащий в нем батарею 14, соединенную с нагревательным элементом 16, размещенным у первого конца 12а корпуса 12 и имеющим стыковочную поверхность 17, выполненную с возможностью соответствия с соответствующей стыковочной поверхностью 27 картриджа. Батарея 14 выполнена с возможностью снабжения нагревательного элемента 16 необходимой энергией для его работы, чтобы он становился нагретым до требуемой температуры.

Батарея 14 также соединена с процессором 18 и датчиком 15, снабжаемыми необходимой энергией для их работы. Процессор 18 соединен как с датчиком 15, так и с нагревательным элементом 16. Как процессор 18, так и датчик 15 размещены, в этом конкретном примере, на стороне батареи 14, противоположной стороне нагревательного элемента 16, причем батарея 14 действует как разделитель между нагревательным элементом 16 и другими чувствительными компонентами электронной сигареты 1. Однако эта конфигурация не является обязательной, и может быть применима любая другая конфигурация компонентов внутри базовой части 10.

В дополнение, датчик 15 может быть выполнен с возможностью идентификации перемещения, ориентации и пространственного положения по меньшей мере базовой части 10, и передачи этой информации (далее: пространственных данных) на процессор 18. На основе пространственных данных процессор 18 может определять, включать ли или выключать нагревательный элемент 16, и/или настраивать ли определенный эксплуатационный режим электронной сигареты 1, например, режим ожидания, регулирование количества пара, программы времени курения, и т.д.

Так, при работе после идентификации датчиком 15 предварительно заданного жеста пользователя эта информация от датчика 15 передается процессору 18, который затем определяет, на основе указанного жеста, надлежащий эксплуатационный режим электронной сигареты 1. После определения такого режима процессор 18, который непосредственно соединен с нагревательным элементом 16, подает на последний должный управляющий сигнал, определяющий требуемую температуру и скорость нагревания нагревательного элемента 16, тогда как энергия для такого нагревания подводится батареей 14.

В результате этого электронная сигарета 1 может быть выполнена с возможностью функционирования с использованием жестов и ее положений, например, двойное встряхивание электронной сигареты 1 может побуждать процессор включать/выключать электронную сигарету 1, тогда как удерживание электронной сигареты 1 в вертикальной ориентации может давать процессору указание на перевод в режим «ожидания» для электронной сигареты 1. Должно быть понятно, что датчик может быть разнообразных типов (например, на звук, движение, ориентацию, ускорение, и т.д.), сообразно чему жесты, необходимые от пользователя, чтобы приводить электронную сигарету в действие, могут соответственно изменяться, например (постукивание электронной сигаретой по поверхности, изменение скорости перемещения, и т.д.).

С дополнительной ссылкой на Фиг.2А, картридж 20 электронной сигареты 1 включает корпус 22 картриджа, содержащий теплопередающий элемент 24, размещенный у дальнего конца 22а корпуса 22 картриджа и имеющий стыковочную поверхность 27, предназначенную для сопряжения со стыковочной поверхностью 17 нагревательного элемента 16, когда картридж 20 присоединяется к базе 10. На противоположном ближнем конце 22b корпуса 22 картриджа картридж 20 включает мундштук 30, выполненный с возможностью помещения в рот пользователя (не показано).

Корпус 22 сформирован с камерой 28 для субстанции, выполненной с возможностью содержания в ней вкусо-ароматической субстанции S, выкуриваемой пользователем. Камера 28 является протяженной между ближним концом 22b и дальним концом 22а, но отдалена от дальнего конца 22а. Камера 28 для субстанции окружает испарительную камеру 23, сформированную как отверстие в ней. Испарительная камера 23 продолжается по протяженности испарительным каналом 25, который переходит в мундштучный канал 32 мундштука 30.

Корпус 20 дополнительно содержит в нем сорбционный элемент 26, смежный между теплопередающим элементом 24 и камерой 28 для субстанции. Сорбционный элемент 26 выполнен с возможностью, с одной стороны, абсорбирования в нем некоторого количества субстанции S, и, с другой стороны, нагреваться теплопередающим элементом 24, тем самым обеспечивая испарение абсорбированной в нем субстанции S в испарительную камеру 23, и выведение из испарительной камеры 23 через испарительный канал 25 пользователю через мундштук 30. Хотя это не показано в Фиг.2А, испарительная камера 23 сообщается по текучей среде с наружной стороной электронной сигареты 1 для принятия воздуха в нее, когда пользователь вдыхает курительную субстанцию через мундштук 30.

В эксплуатационном режиме нагревательный элемент 16 нагревается батареей и передает тепло теплопередающему элементу 24 путем теплопроводности между стыковочными поверхностями 17, 27. Таким образом, сорбционный элемент 26 нагревается косвенно через теплопередающий элемент 24, и не напрямую от нагревательного элемента, что приводит к существенным преимуществам в плане безопасности, контроля температуры и надежности электронной сигареты 1.

В результате нагревания сорбционного элемента 26 абсорбированная в нем субстанция S испаряется в испарительной камере 23, и пар выходит из картриджа 20 через испарительный канал 25, как показано стрелками.

Важно отметить, что в этом примере сорбционный элемент 26 занимает по существу все пространство между камерой 28 для субстанции и теплопередающим элементом 24 так, что он имеет первую поверхность 26а, предназначенную для абсорбирования субстанции S из камеры 28 для субстанции, и вторую, противоположную поверхность 26b, предназначенную для нагревания теплопередающим элементом 24.

Со ссылкой теперь на Фигуры 2В и 2С, показаны два дополнительных примера конструкций картриджа, в целом обозначенные кодовыми номерами 20' и 20ʺ позиций, соответственно

В примере, показанном в Фиг.2В, сорбционный элемент 26' находится в форме кольца, имеющего первый боковой ободок 26а', размещенный внутри камеры 28 для субстанции так, что он погружен в субстанцию S. Второй боковой ободок 26b' размещен ближе к теплопередающему элементу 24, и выполнен с возможностью нагревания им. Видно, что сорбционный элемент 26' не занимает весь объем, ограниченный между камерой 28 для субстанции и теплопередающим элементом 24, который, в этом примере, составляет испарительную камеру 23.

Согласно этому примеру, любая субстанция S, будучи испаренной теплом, подведенным от теплопередающего элемента 24, сначала находится в испарительной камере 23, и постепенно и непрерывно удаляется из нее через канал 25 сообразно затяжкам пользователя и всасывания на мундштуке.

С привлечением теперь внимания к Фиг.2С, показан еще один дополнительный пример, в целом обозначенный кодовым номером 20ʺ позиции, в котором, вместо кольцеобразного сорбционного элемента 26' здесь применятся сорбционный элемент 26ʺ, который имеет выступающие участки, погруженные в субстанцию S, содержащуюся в камере 28 для субстанции, постепенно абсорбируя субстанцию S в элемент 26ʺ. Действие является подобным описанному ранее в отношении Фиг.2В.

Теперь со ссылкой на Фигуры 3А и 3В иллюстрирован вид в разрезе еще одного примера электронной сигареты, в целом обозначенной кодовым номером 100 позиции и включающей базовую часть 110 и картридж 150. В Фиг.3А базовая часть 110 и картридж 150 соединены друг с другом и приводятся в действие пользователем.

Базовая часть 110 включает цилиндрический базовый корпус 112, заключающий в нем батарею 114, соединенную с нагревательным элементом 116, размещенным у первого конца 112а базового корпуса 112 и имеющим стыковочную поверхность 117. Батарея 114 выполнена с возможностью снабжения нагревательного элемента 116 необходимой энергией для его работы, чтобы он становился нагретым до требуемой температуры.

Картридж 150 составлен корпусом 152 картриджа, имеющим ближний конец 154 с мундштуком 156, предназначенным для помещения в рот пользователя (не показано), и дальний конец 158, предназначенный для введения в первый конец 112а базового корпуса 110. Корпус 152 картриджа включает камеру 160 для субстанции, протяженную вдоль его длины и содержащую в ней курительную субстанцию 162. Камера 160 для субстанции имеет выходное отверстие 161 для субстанции, размещенный у дальнего конца 158 корпуса 150 картриджа, и предназначенный для обеспечения субстанции 162 возможности выходить из камеры 160 для субстанции.

Корпус 152 картриджа дополнительно включает испарительную камеру 170 в сообщении с выходным отверстием 161 для субстанции для поступления в нее субстанции 162, и теплопередающий элемент 180, выполненный с возможностью, когда картридж присоединен к базовой части 110, нагревания его нагревательным элементом 116 базовой части 110, и нагревания субстанции 162, подводимой через выходной отверстие 161 для субстанции для ее испарения в испарительной камере 170. Испарительная камера 170 сообщается по текучей среде с испарительным каналом 170, продолжающимся от испарительной камеры 170 до мундштука 156. Испарительная камера 170 является протяженной совместно с камерой 160 для субстанции, тогда как камера 160 для субстанции полностью охватывает испарительный канал 172. Теплопередающий элемент 180 размещен перпендикулярно испарительному каналу 172. Нагревательный элемент может включать температурный датчик (не показан), присоединенный к нему или встроенный в него, для подачи сигнала, определяющего требуемую температуру и скорость нагревания нагревательного элемента 116, тогда как энергия для такого нагревания подводится батареей 114.

Теплопередающий элемент 180 имеет первую сторону 181, выполненную с возможностью, когда картридж 150 присоединяется к базовой части 110, сопряжения с нагревающей поверхностью 117 нагревательного элемента 116 для восприятия тепла от него, и противоположную вторую сторону 182, обращенную к испарительной камере 170, для подведения тепла к веществу, подаваемому из выходного отверстия 161 для вещества.

Базовый корпус 112 имеет стыковочный участок 120, находящийся вблизи нагревательного элемента 116 и предназначенный для сопряжения с дальним концом 158 корпуса 152 картриджа, когда картридж 150 присоединяется к базовой части 110, так, чтобы привести нагревательный элемент 116 в контакт с теплопередающим элементом 180. В частности, при сборке картриджа 150 с базовой частью 110 нагревающая поверхность 117 полностью сопрягается с первой стороной 181 теплопередающего элемента 180 для передачи тепла от нагревательного элемента 116 в теплопередающий элемент 180, и от теплопередающего элемента 180 через вторую сторону 182 в испарительную камеру 170, в которой курительная субстанция нагревается и испаряется. Конфигурация электронной сигареты тем самым является такой, что, когда картридж 150 присоединяется к базовой части 110, нагревательный элемент 116 отделен от испарительной камеры 170 теплопередающим элементом 180.

Корпус 154 картриджа дополнительно включает первое впускное отверстие 159 для воздуха, сформированное у дальнего конца 158 для создания сообщения по текучей среде между наружной стороной картриджа 150 и испарительной камерой 170, чтобы воздух мог протекать в испарительную камеру 170 для испарения в ней субстанции 162, подводимой через выходное отверстие 161 для субстанции.

Стыковочный участок 120 включает сформированный в нем второе впускное отверстие 121 для воздуха, и предназначенный, когда картридж 150 присоединяется к базовой части 110, для создания сообщения по текучей среде между наружной стороной электронной сигареты 100 и испарительной камерой 170 через первое впускное отверстие 159 для воздуха, чтобы воздух мог протекать в испарительную камеру 170 для испарения в ней субстанции 162, подводимой через выходное отверстие 161 для субстанции. Как показано в Фиг.3b, когда картридж 150 присоединяется к базовой части 110, указанное первое впускное отверстие 159 для воздуха и указанное второе впускное отверстие 121 для воздуха находятся на одной линии друг с другом.

Испарительная камера 170 включает размещенный в ней сорбционный элемент 175. Сорбционный элемент 175 предназначен, с одной стороны, для абсорбирования в нем некоторого количества субстанции 162, и, с другой стороны, для того, чтобы нагреваться теплопередающим элементом 180, тем самым обеспечивая испарение абсорбированной в нем субстанции 162 в испарительную камеру 170, и выведение из испарительной камеры 170 через испарительный канал 172 пользователю через мундштук 156.

Корпус 152 картриджа дополнительно включает пористый элемент 190, размещенный между выходным отверстием 161 для субстанции и испарительной камерой 170, так, что испарительная камера 170 находится между пористым элементом 190 и теплопередающим элементом 180. Пористый элемент 190 имеет первую поверхность 191, обращенную к выходному отверстию 161 для субстанции, и противоположную вторую поверхность 192, обращенную к сорбционному элементу 175 в испарительной камере 170, для возможности протекания субстанции 162 из указанной камеры 160 для субстанции к сорбционному элементу 175. Вторая поверхность 192 связана с теплопередающим элементом 180, будучи обращенной к его второй стороне 182 и отделенной от теплопередающего элемента 180 указанной испарительной камерой 170, для возможности введения субстанции 160 со второй поверхности 192 в сорбционный элемент 175 в испарительной камере 170 для ее нагревания и тем самым ее испарения в ней. Пористый элемент 190 имеет такие размеры и форму, чтобы соответствовать поперечному сечению дальнего конца 158 корпуса 154 картриджа.

Пористый элемент 190 сформирован с отверстием 193, протяженным сквозь него между первой поверхностью 191 и второй поверхностью 192 и создающим сообщение по текучей среде между испарительной камерой 170 и мундштуком 156 через испарительный канал 172, тем самым обеспечивая выход испаренной субстанции из испарительной камеры 170, и, в частности, из сорбционного элемента 175 через мундштук 156 во время курения испаренной субстанции пользователем. Во время работы электронной сигареты 100 предусматривается передача тепла из теплопередающего элемента 180 в сорбционный элемент 175 путем теплопроводности.

Следует отметить, что согласно другим примерам, сорбционный элемент 175 и пористый элемент 190 могут быть объединены в одной детали так, что сорбционный элемент находится в непосредственном контакте с выходным отверстием 161 для субстанции.

Теперь приводится ссылка конкретно на Фиг.3В для разъяснения принципа действия электронной сигареты 100 во время применения пользователем. При работе нагревательный элемент 116 нагревается батареей 114 и передает тепло с его нагревательной поверхности 117 на первую сторону 181 теплопередающего элемента 180 через 24 путем теплопроводности. Тепло от теплопередающего элемента обозначено стрелкой 200. Во время применения электронной сигареты 100 пользователем, пользователь вдыхает воздух, который поступает в испарительную камеру 170, и, в частности, в сорбционный элемент 175 через второе впускное отверстие 121 для воздуха и первое впускное отверстие 159 для воздуха, что обозначается стрелкой 210. Одновременно курительная субстанция 160 также подается через вторую поверхность 192 пористого элемента 190 в испарительную камеру 170, и эта субстанция обозначается стрелкой 220. Курительная субстанция 220 смешивается с воздухом 210 и нагревается теплом 200 в испарительной камере 170. Нагревание воздуха 210 и курительной субстанции 220 приводит к ее испарению в сорбционном элементе 175 внутри испарительной камеры 170. Испаренная субстанция, которая обозначена стрелкой 230, после этого переносится через испарительный канал 172 в мундштук 156, и из него пользователю.

Во время вышеуказанной работы сорбционный элемент 175 нагревается косвенно через теплопередающий элемент 180, а не напрямую от нагревательного элемента 116, что создает значительные преимущества в плане безопасности, контроля температуры и надежности электронной сигареты 100.

Батарея 114 также соединена с электронным блоком 115, включающим процессор 118 и чувствительный блок 119, для подведения требуемой энергии для действия электронного блока 115 и его компонентов. Процессор 118 соединен как с чувствительным блоком 119, так и с нагревательным элементом 116. Чувствительный блок 119 может быть выполнен с возможностью идентификации перемещения, ориентации и пространственного положения по меньшей мере базовой части 110, и передает эту информацию (далее: пространственные данные) на процессор 118. На основе пространственных данных процессор 118 может определять, включать ли или выключать нагревательный элемент 116, и/или настраивать ли определенный эксплуатационный режим электронной сигареты 100, например, режим ожидания, регулирование количества пара, программы времени курения, и т.д.

Так, при работе после идентификации чувствительным блоком 119 предварительно заданного жеста пользователя эта информация от чувствительного блока 119 передается процессору 118, который затем определяет, на основе указанного жеста, надлежащий эксплуатационный режим электронной сигареты 100. После определения такого режима процессор 118, который непосредственно соединен с нагревательным элементом 116, подает на последний должный управляющий сигнал, определяющий требуемую температуру и скорость нагревания нагревательного элемента 116, тогда как энергия для такого нагревания подводится батареей 114.

В результате этого электронная сигарета 100 может быть выполнена с возможностью функционирования с использованием жестов и ее положений, например, двойное встряхивание электронной сигареты 100 может побуждать процессор включать/выключать электронную сигарету 100, тогда как удерживание электронной сигареты 100 в вертикальной ориентации может давать процессору указание на перевод в режим «ожидания» для электронной сигареты 100. Должно быть понятно, что чувствительный блок 119 может включать датчики разнообразных типов (например, на звук, движение, ориентацию, ускорение, и т.д.), сообразно чему жесты, необходимые от пользователя, чтобы приводить электронную сигарету 100 в действие, могут соответственно изменяться, например (постукивание электронной сигаретой по поверхности, изменение скорости перемещения, и т.д.).

Базовая часть 110 дополнительно включает детектор 111 затяжек (например, датчик давления или микрофон), соединенный с процессором 118 для регистрации затяжек. Детектор 111 затяжек находится в сообщении по текучей среде со вторым впускным отверстием 121 для воздуха через третье впускное отверстие 122 для воздуха, так, что, когда воздух 210 пропускается по второму впускному отверстию 121 для воздуха, он также поступает в третье впускное отверстие 122 для воздуха. Воздух, который проходит по третьему впускному отверстию 122 для воздуха, показан в Фиг.3В стрелками 240. Во время действия электронной сигареты детектор 111 затяжек и процессор 118 выполнены с возможностью регистрации изменений давления воздуха 240, и соответственно выполнения различных операций. Эти операции включают, например, подсчет затяжек для разнообразных целей, выключение сигареты, когда число вдыхаемых затяжек эквивалентно определенному числу затяжек и/или времени затяжек, и детектирование силы, с которой пользователь вдыхает, и тем самым автоматическое корректирование количества подаваемой курительной субстанции. Информация, передаваемая детектором 111 затяжек, может позволять процессору 118 определять, на основе числа затяжек и продолжительности каждой затяжки, каковым является предполагаемое число соответствующих «подлинных сигарет», выкуриваемых пользователем, и предупреждать его об этом. Например, процессор 118 может быть выполнен с возможностью подачи сигнала пользователю, что он выкурил уже более десяти сигарет, и подать тревожный сигнал. В альтернативном варианте, пользователь может быть в состоянии настроить заблаговременно предел сигареты, после которого электронная сигарета отключается на предварительно определенный промежуток времени;

Квалифицированным специалистам в этой области технологии, к которой относится это изобретение, будет без труда понятно, что многообразные изменения, вариации и модификации могут быть сделаны без выхода за пределы области изобретения, с соответствующими изменениями.

Изобретение относится к картриджу для электронной сигареты. Картридж выполнен с возможностью сборки с базовой частью электронной сигареты, имеющей батарею и по меньшей мере один нагревательный элемент, соединенный с батареей. Картридж включает камеру для субстанции, выполненную с возможностью содержания в ней выкуриваемой субстанции, причем указанная камера для субстанции содержит выходное отверстие для субстанции, испарительную камеру, отдельную от камеры для субстанции и находящуюся в сообщении с выходным отверстием для субстанции для принятия в нее указанной субстанции, и по меньшей мере один теплопередающий элемент, который, по меньшей мере когда картридж смонтирован с базовой частью, выполнен с возможностью его нагревания нагретым нагревательным элементом базовой части и нагревания субстанции, поступающей через указанное выходное отверстие для субстанции, для ее испарения в испарительной камере. Изобретение позволяет обеспечить безопасный и надежный нагрев выкуриваемой субстанции до высокой температуры, достаточной для ее испарения с обеспечением контроля температуры нагрева. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Картридж (20; 20'; 20''; 150) для электронной сигареты (1; 100), причем указанный картридж выполнен с возможностью сборки с базовой частью (10; 110) электронной сигареты, имеющей батарею (14; 114) и по меньшей мере один нагревательный элемент (16; 116), соединенный с батареей для снабжения нагревательного элемента (16; 116) энергией, при этом указанный картридж содержит:

камеру (28; 160) для субстанции, выполненную с возможностью содержания в ней выкуриваемой субстанции (S; 162), причем указанная камера для субстанции содержит выходное отверстие (161) для субстанции;

испарительную камеру (23; 170), отдельную от камеры для субстанции и находящуюся в сообщении с выходным отверстием для субстанции для принятия в нее указанной субстанции; и

по меньшей мере один теплопередающий элемент (24; 180), который, по меньшей мере когда картридж собран с базовой частью, выполнен с возможностью его нагревания путем теплопроводности нагревательным элементом базовой части и нагревания субстанции, поступающей через указанное выходное отверстие для субстанции, для ее испарения в испарительной камере.

2. Картридж по п. 1, дополнительно включающий сорбционный элемент (26; 26'; 26''; 175), по меньшей мере частично размещенный внутри испарительной камеры.

3. Картридж по п. 1 или 2, в котором теплопередающий элемент имеет первую сторону (181), выполненную с возможностью, когда картридж присоединен к базовой части, сопряжения с нагревательным элементом для принятия от него тепла, и вторую сторону (182), обращенную к выходному отверстию для субстанции, для передачи тепла веществу, подводимому из выходного отверстия для вещества.

4. Картридж по пп. 1, 2 или 3, в котором, когда картридж собран с базовой частью, нагревательный элемент отделен от испарительной камеры теплопередающим элементом.

5. Картридж по любому из пп. 1-4, причем картридж дополнительно включает пористый элемент (190), размещенный между выходным отверстием для субстанции и испарительной камерой и выполненный с возможностью обеспечения протекания указанной субстанции из указанной камеры для субстанции к указанной испарительной камере.

6. Картридж по п. 5, в котором указанная испарительная камера размещена между пористым элементом и теплопередающим элементом.

7. Картридж по п. 5 или 6, в котором пористый элемент имеет первую поверхность (191), обращенную к выходному отверстию для субстанции, и вторую поверхность (192), обращенную к теплопередающему элементу.

8. Картридж по п. 7, в котором пористый элемент сформирован с отверстием (193), протяженным сквозь него между первой поверхностью и второй поверхностью и создающим сообщение по текучей среде между испарительной камерой и мундштуком (156) картриджа через испарительный канал (172), тем самым позволяя испаренной субстанции выходить из испарительной камеры через мундштук.

9. Картридж по любому из пп. 5-8, в котором пористый элемент имеет размер и форму для соответствия поперечному сечению испарительной камеры или камеры для субстанции.

10. Картридж по любому из пп. 1-9, причем картридж дополнительно включает: корпус (22; 152) картриджа, по меньшей мере частично включающий указанную камеру для субстанции и указанную испарительную камеру, и испарительный канал (25; 172), протяженный вдоль корпуса картриджа и сообщающийся по текучей среде с испарительной камерой, при этом корпус картриджа имеет ближний конец (22b; 154), выполненный с мундштуком (30; 156), который сообщается по текучей среде с испарительной камерой через испарительный канал, и дальний конец (22а; 158), связанный с теплопередающим элементом.

11. Картридж по п. 10, в котором указанный теплопередающий элемент размещен у указанного дальнего конца.

12. Картридж по п. 9 или 10, в котором указанный теплопередающий элемент размещен перпендикулярно испарительному каналу.

13. Картридж по любому из пп. 10-12, в котором указанный корпус картриджа включает первое впускное отверстие (159) для воздуха, сформированное в нем для создания сообщения по текучей среде между наружной стороной картриджа и испарительной камерой для возможности протекания воздуха в испарительную камеру для испарения в ней субстанции.

14. Картридж по п. 13, в котором указанное первое впускное отверстие для воздуха размещено вблизи дальнего конца картриджа.

15. Картридж по любому из пп. 10-14, в котором базовая часть (110) имеет базовый корпус (112), имеющий стыковочный участок (120), связанный с нагревательным элементом и выполненный с возможностью сопряжения с дальним концом корпуса картриджа, когда картридж собран с базовой частью, так, чтобы сблизить нагревательный элемент с теплопередающим элементом или привести в контакт с ним.

16. Картридж по п. 15, в котором указанный стыковочный участок включает сформированное в нем второе впускное отверстие (121) для воздуха, выполненное с возможностью, по меньшей мере когда картридж собран с базовой частью, создания сообщения по текучей среде между наружной стороной электронной сигареты и испарительной камерой через первое впускное отверстие для воздуха, обеспечивая протекание воздуха в испарительную камеру для испарения в ней субстанции.

17. Картридж по п. 16, в котором, когда картридж собран с базовой частью, указанное первое впускное отверстие для воздуха и указанное второе впускное отверстие для воздуха находятся на одной линии друг с другом.

18. Электронная сигарета, содержащая картридж (20; 20'; 20''; 150) по любому из пп. 1-17 и базовую часть (10; 110), при этом картридж выполнен с возможностью сборки с базовой частью,

причем указанная базовая часть включает в себя батарею (14; 114) и по меньшей мере один нагревательный элемент (16; 116), соединенный с батареей для снабжения нагревательного элемента (16; 116) энергией.

19. Электронная сигарета по п. 18, в которой, когда картридж собран с базовой частью, нагревательный элемент отделен от испарительной камеры теплопередающим элементом.

20. Электронная сигарета по п. 18 или 19, в которой базовая часть (110) имеет базовый корпус (112), имеющий стыковочный участок (120), связанный с нагревательным элементом и выполненный с возможностью сопряжения с дальним концом корпуса картриджа, когда картридж собран с базовой частью, так, чтобы сблизить нагревательный элемент с теплопередающим элементом или привести в контакт с ним.