УЗЕЛ КАРТРИДЖА С АКТИВИРУЮЩИМ ПРОКАЛЫВАЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ ДЛЯ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМЫ И ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА Российский патент 2023 года по МПК A24F40/42 

Настоящее изобретение относится к узлу картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе и к генерирующей аэрозоль системе, содержащей указанный узел картриджа. Настоящее изобретение находит конкретное применение в качестве узла картриджа, содержащего источник никотина и источник кислоты для генерирования аэрозоля, содержащего частицы никотиновой соли.

Известны устройства для доставки никотина пользователю, содержащие источник никотина и источник 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 из частиц никотиновой соли, который может вдыхаться пользователем.

В таких устройствах различия между концентрациями паров никотина и летучего соединения для улучшения доставки могут приводить к неблагоприятным последствиям, состоящим в ненадлежащей стехиометрии реакции или в доставке пользователю избыточного количества реагента, такого как непрореагировавший пар никотина или непрореагировавший пар летучего соединения для улучшения доставки. Давление пара пировиноградной кислоты при температуре окружающей среды значительно выше, чем у никотина. Следовательно, чтобы сбалансировать концентрации паров пировиноградной кислоты и никотиновых паров для получения эффективной стехиометрии реакции, может потребоваться нагрев источника никотина и источника пировиноградной кислоты в устройствах, раскрытых в WO 2008/121610 A1, до разных температур. Более конкретно, может потребоваться нагрев источника никотина до более высокой температуры, чем температура источника пировиноградной кислоты, с целью образования достаточного или стабильного количества солевых частиц пирувата никотина для доставки пользователю. Это требует хранения и нагрева источника никотина и источника пировиноградной кислоты в физически отдельных картриджах или других компонентах внутри устройства.

Решение данной проблемы раскрыто в WO 2015/197627 A1 и предусматривает генерирующую аэрозоль систему и способ, согласно которым один нагреватель нагревает до по существу одинаковой температуры оба из источника никотина и источника летучего соединения для улучшения доставки, такого как источник молочной кислоты. Стехиометрию реакции между паром никотина и паром молочной кислоты регулируют путем регулирования соотношения объемных расходов воздуха через первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник молочной кислоты. Еще один пример генерирующей аэрозоль системы, в которой источник никотина и источник молочной кислоты удерживаются в отдельных отделениях, нагреваемых с помощью одного нагревателя, известен из WO 2016/046362 A1.

В обоих из WO 2015/197627 A1 и WO 2016/046362 раскрыты примеры узлов картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе, причем эти узлы содержат хрупкие перегородки из уплотнительного материала для уплотнения кожуха отделений картриджа, источника никотина и источника летучего соединения для улучшения доставки. Подходящие уплотнительные материалы включают, например, алюминиевую фольгу и полиэтилен высокой плотности.

Однако вследствие ограничений по размеру, одно или более отверстий, образованных прокалывающим элементом, во время использования могут иногда запираться участками уплотнительного материала, которые были смещены при прокалывании хрупких перегородок. Это может нежелательным образом изменять соотношение, в котором соединения, хранящиеся в отделениях картриджа, подаются потребителю. Кроме того, это может иногда приводить к ненадлежащей стехиометрии реакции, так что некоторое количество непрореагировавшего пара никотина или непрореагировавшего летучего соединения для улучшения доставки доставляется пользователю, что является нежелательным.

Таким образом, было бы желательно обеспечить такой усовершенствованный узел картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе, в котором картридж был бы выполнен с возможностью поддержания отделений картриджа в уплотненном состоянии перед использованием, что обеспечивает преимущество, состоящее в возможности увеличения срока годности узла картриджа, и в котором была бы снижена частота возникновения запираний тракта потока воздуха, обеспеченного через картридж, по сравнению с известными узлами картриджа. Кроме того, было бы желательно обеспечить генерирующую аэрозоль систему, содержащую один такой узел картриджа.

Согласно аспекту настоящего изобретения предложен узел картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий: картридж, содержащий по меньшей мере первое отделение, проходящее вдоль продольной оси, содержащее генерирующее аэрозоль соединение и уплотненное на первом конце с помощью первой хрупкой перегородки, проходящей в соответствующей плоскости, поперечной продольной оси; и по меньшей мере первый прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания первой хрупкой перегородки. Первый прокалывающий элемент содержит: первый прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения; и первый канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через первый прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Первый прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение, причем при нахождении первого прокалывающего элемента в первом положении первый прокалывающий корпус убран от плоскости первой хрупкой перегородки. Кроме того, при нахождении первого прокалывающего элемента во втором положении первый прокалывающий корпус проходит в указанное по меньшей мере одно отделение через плоскость первой хрупкой перегородки, и указанное по меньшей мере одно отделение сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием первого канала.

Указанное по меньшей мере одно отделение уплотнено на конце, противоположном первому концу, с помощью второй хрупкой перегородки. Узел картриджа также содержит второй прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания второй хрупкой перегородки. Второй прокалывающий элемент содержит второй прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. В дополнение, второй прокалывающий элемент содержит второй канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через второй прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие.

Второй прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение. Таким образом, при нахождении второго прокалывающего элемента в первом положении второй прокалывающий корпус убран от плоскости второй хрупкой перегородки. Кроме того, при нахождении второго прокалывающего элемента во втором положении второй прокалывающий корпус проходит в указанное по меньшей мере одно отделение через плоскость второй хрупкой перегородки, и указанное по меньшей мере одно отделение сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием второго канала.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая: картридж, описанный выше; и генерирующее аэрозоль устройство, содержащее полость устройства, выполненную с возможностью размещения в ней расположенного раньше по потоку конца узла картриджа, и нагреватель для нагрева первого отделения и второго отделения картриджа в указанном узле картриджа.

Следует понимать, что любые признаки, описанные со ссылкой на один аспект настоящего изобретения, в равной степени применимы к любому другому аспекту изобретения.

В контексте данного документа термин «генерирующее аэрозоль устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с генерирующим аэрозоль изделием с целью генерирования аэрозоля, который пользователь непосредственно вдыхает в легкие через рот.

Как кратко изложено выше, узел картриджа согласно настоящему изобретению содержит отделение, проходящее вдоль продольной оси, содержащее генерирующее аэрозоль соединение и уплотненное на конце с помощью хрупкой перегородки, проходящей в соответствующей плоскости, поперечной продольной оси. Кроме того, картридж содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания хрупкой перегородки.

В отличие от известных узлов картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе, прокалывающий элемент содержит прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Кроме того, прокалывающий элемент содержит канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через прокалывающий корпус таким образом, что этот канал имеет впускное отверстие и выпускное отверстие на противоположных в продольном направлении концах прокалывающего корпуса.

Прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение. При нахождении прокалывающего элемента в первом положении, прокалывающий корпус убран от плоскости хрупкой перегородки. При нахождении прокалывающего элемента во втором положении, прокалывающий корпус проходит в указанное по меньшей мере одно отделение через плоскость хрупкой перегородки, и указанное отделение сообщается по текучей среде со впускным отверстием и выпускным отверстием первого канала. На практике, канал, проходящий через прокалывающий корпус, образует тракт воздушного потока, обеспечивающий сообщение по текучей среде между внутренним объемом указанного отделения, в котором удерживается генерирующее аэрозоль соединение, и областью снаружи указанного отделения.

Картридж легко активируется посредством прокалывания хрупкой перегородки с помощью прокалывающего элемента. Корпус прокалывающего элемента выполнен таким образом и с такими размерами, чтобы проталкивать материал, образующий хрупкую перегородку, в радиальном направлении с удалением от центральной продольной оси отделения картриджа при перемещении прокалывающего элемента во второе положение. Благодаря такой компоновке, обеспечивается преимущество, состоящее в значительном снижении вероятности того, что канал, образующий указанный воздушный тракт, может быть заперт участками хрупкой перегородки, сместившимися или сложившимися назад в направлении центральной продольной оси отделения картриджа.

Активация картриджа является необратимой, и таким образом потребителю легко определить, был ли активирован данный картридж или нет.

Указанное по меньшей мере одно отделение также уплотнено на конце, противоположном первому концу, с помощью второй хрупкой перегородки, и узел картриджа содержит второй прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания второй хрупкой перегородки. С этой целью второй прокалывающий элемент содержит второй прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Кроме того, второй прокалывающий элемент содержит второй канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через второй прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Второй прокалывающий элемент также выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение. При нахождении в первом положении второй прокалывающий элемент убран от плоскости второй хрупкой перегородки. Во втором положении второй прокалывающий корпус проходит в указанное по меньшей мере одно отделение через плоскость второй хрупкой перегородки, и указанное по меньшей мере одно отделение сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием второго канала.

Как и в случае первого прокалывающего корпуса, понятно, что один такой объемный второй прокалывающий корпус будет более эффективно смещать материал второй хрупкой перегородки с удалением от продольной оси, вдоль которой перемещается второй прокалывающий элемент. Это обеспечивает преимущество, состоящее в снижении вероятности того, что материал второй хрупкой перегородки запрет канал, проходящий через второй прокалывающий элемент.

Как описано выше, в узле картриджа согласно настоящему изобретению площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Предпочтительно, площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 50 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Еще более предпочтительно, площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 75 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. В особо предпочтительных вариантах осуществления площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 80 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения.

Без ссылок на теорию понятно, что более объемный прокалывающий элемент будет смещать больший участок материала, образующего хрупкую перегородку, с удалением от центральной продольной оси указанного по меньшей мере одного отделения. В то же самое время, обеспечивается возможность увеличения расстояния между периферией впускного и выпускного отверстий канала, проходящего через прокалывающий элемент, с одной стороны и смещаемым участком хрупкой перегородки с другой. Таким образом еще более снижается или по существу исключается вероятность того, что смещаемый материал хрупкой перегородки сможет запереть указанный канал.

Дополнительно или в качестве альтернативы, площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет менее чем 95 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Более предпочтительно, площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет менее чем 90 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Благодаря обеспечению наличия зазора между периферией прокалывающего корпуса и внутренней поверхностью указанного по меньшей мере одного отделения, облегчается плавная и легкая работа прокалывающего элемента.

Ширина такого зазора может регулироваться для вмещения смещенного материала хрупкой перегородки. Например, ширина зазора может быть увеличена в случае увеличения толщины хрупкой перегородки или в случае уменьшения гибкости хрупкой перегородки.

Предпочтительно, узел картриджа содержит мундштук, содержащий расположенную раньше по потоку торцевую стенку мундштука и мундштучное впускное отверстие для воздуха, выполненное в указанной расположенной раньше по потоку торцевой стенке мундштука и сообщающееся по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием указанного канала, причем мундштук выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси картриджа вместе с указанным по меньшей мере одним прокалывающим элементом.

Как и в случае первого прокалывающего корпуса, понятно, что более объемный второй прокалывающий корпус будет более эффективно смещать материал хрупкой перегородки с удалением от продольной оси, вдоль которой перемещается второй прокалывающий элемент, что приводит к снижению вероятности запирания канала, проходящего через второй прокалывающий элемент. Таким образом, площадь поперечного сечения второго прокалывающего корпуса предпочтительно составляет по меньшей мере 50 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Еще более предпочтительно, площадь поперечного сечения второго прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 75 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. В особо предпочтительных вариантах осуществления площадь поперечного сечения второго прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 80 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения. Дополнительно или в качестве альтернативы, площадь поперечного сечения второго прокалывающего корпуса предпочтительно составляет менее чем 95 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения, еще более предпочтительно менее чем 90 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения.

Первый прокалывающий элемент и второй прокалывающий элемент выполнены с возможностью перемещения вдоль продольной оси в противоположных направлениях. Иначе говоря, при перемещении из первого положения во второе положение первый (второй) прокалывающий элемент перемещается в направлении второго (первого) прокалывающего элемента. Вследствие того, что при перемещении из первого положения во второе положение прокалывающие элементы по меньшей мере частично проникают в отделение картриджа, общая длина узла картриджа в активированном состоянии (то есть при нахождении обоих прокалывающих элементов в их соответствующих вторых положениях) составляет меньше, чем общая длина узла картриджа в неактивированном состоянии (то есть при нахождении обоих прокалывающих элементов в их соответствующих первых положениях).

В предпочтительных вариантах осуществления картридж содержит второе отделение, расположенное параллельно первому отделению внутри картриджа. Это обеспечивает возможность хранения и нагрева двух разных образующих аэрозоль соединений (как будет более подробно описано ниже) в их соответствующих отделениях в одном компоненте генерирующей аэрозоль системы. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в снижении сложности и стоимости изготовления генерирующей аэрозоль системы и узла картриджа согласно настоящему изобретению по сравнению с устройствами уровня техники, в которых источник никотина и источник летучего соединения для улучшения доставки хранятся и нагреваются в физически отдельных компонентах внутри устройства.

Кроме того, в таких предпочтительных вариантах осуществления первый прокалывающий элемент содержит третий прокалывающий корпус, причем первый прокалывающий корпус выполнен с возможностью перемещения для по меньшей мере частичного размещения внутри первого отделения картриджа, а третий прокалывающий корпус выполнен с возможностью перемещения вместе с первым прокалывающим корпусом для по меньшей мере частичного размещения во втором отделении картриджа.

В таких вариантах осуществления площадь поперечного сечения третьего прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения второго отделения, причем первый прокалывающий элемент также содержит третий канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через третий прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Как и в случае первого и второго прокалывающих корпусов, более значительная площадь поперечного сечения является предпочтительной по тем же самым причинам. Таким образом, площадь поперечного сечения третьего прокалывающего корпуса предпочтительно составляет по меньшей мере 50 процентов от площади поперечного сечения второго отделения. Еще более предпочтительно, площадь поперечного сечения третьего прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 75 процентов от площади поперечного сечения второго отделения. В особо предпочтительных вариантах осуществления площадь поперечного сечения третьего прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 80 процентов от площади поперечного сечения второго отделения. Дополнительно или в качестве альтернативы, площадь поперечного сечения третьего прокалывающего корпуса предпочтительно составляет менее чем 95 процентов от площади поперечного сечения второго отделения, еще более предпочтительно менее чем 90 процентов от площади поперечного сечения второго отделения.

Поскольку первый прокалывающий корпус и третий прокалывающий корпус перемещаются вместе как две части одного и того же первого прокалывающего элемента, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности одновременного прокалывания уплотнительной перегородки на одном конце картриджа в местах, соответствующих обеим из первого и второго отделений. Таким образом, тракт воздушного потока образуется сразу в обеих отделениях, так что обеспечивается возможность доставки пользователю двух указанных образующих аэрозоль компонентов в сочетании.

Еще более предпочтительно, второй прокалывающий элемент содержит четвертый прокалывающий корпус, причем второй прокалывающий корпус выполнен с возможностью перемещения для по меньшей мере частичного размещения внутри первого отделения картриджа, а четвертый прокалывающий корпус выполнен с возможностью перемещения вместе со вторым прокалывающим корпусом для по меньшей мере частичного размещения внутри второго отделения картриджа.

Площадь поперечного сечения четвертого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения второго отделения, причем второй прокалывающий элемент также содержит четвертый канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через четвертый прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Как и в случае первого, второго и третьего прокалывающих корпусов, более значительная площадь поперечного сечения является предпочтительной по тем же самым причинам. Таким образом, площадь поперечного сечения четвертого прокалывающего корпуса предпочтительно составляет по меньшей мере 50 процентов от площади поперечного сечения второго отделения. Еще более предпочтительно, площадь поперечного сечения четвертого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 75 процентов от площади поперечного сечения второго отделения. В особо предпочтительных вариантах осуществления площадь поперечного сечения четвертого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 80 процентов от площади поперечного сечения второго отделения. Дополнительно или в качестве альтернативы, площадь поперечного сечения четвертого прокалывающего корпуса предпочтительно составляет менее чем 95 процентов от площади поперечного сечения второго отделения, еще более предпочтительно менее чем 90 процентов от площади поперечного сечения второго отделения.

Поскольку второй прокалывающий корпус и четвертый прокалывающий корпус перемещаются вместе как две части одного и того же второго прокалывающего элемента, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности одновременного прокалывания уплотнительной перегородки на другом конце картриджа в местах, соответствующих обеим из первого и второго отделения. Таким образом обеспечивается воздушный тракт, проходящий сразу в оба отделения, так что обеспечивается возможность одновременного втягивания воздуха в указанные отделения, удерживающие два образующих аэрозоль компонента, для их доставки пользователю в сочетании.

В предпочтительных вариантах осуществления картридж содержит первое отделение и второе отделение, причем источник никотина размещен внутри первого отделения, а источник кислоты размещен внутри второго отделения. Источник никотина может содержать одно или более из следующего: никотин, никотиновое основание, никотиновую соль, такую как никотин-HCl, никотин-битартрат или никотин-дитартрат, или дериват никотина. Источник никотина может содержать натуральный никотин или синтетический никотин. Источник никотина может содержать чистый никотин, раствор никотина в водном или неводном растворителе или жидкий табачный экстракт.

Источник никотина может дополнительно содержать образующее электролит соединение. Образующее электролит соединение может быть выбрано из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, солей щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов и их комбинаций.

Например, источник никотина может содержать образующее электролит соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, оксида лития, оксида бария, хлорида калия, хлорида натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, сульфата аммония и их сочетания.

В некоторых вариантах осуществления источник никотина может содержать водный раствор никотина, никотиновое основание, никотиновую соль или производное никотина и образующее электролит соединение.

В качестве альтернативы или дополнительно, источник никотина может дополнительно содержать другие компоненты, включая, но без ограничения, натуральные ароматизаторы, искусственные ароматизаторы и антиоксиданты.

Источник никотина может содержать сорбционный элемент и никотин, сорбированный на этом сорбционном элементе.

Сорбционный элемент может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, сорбционный элемент может 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®.

Сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент, содержащий один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из пористых пластмассовых материалов, пористых полимерных волокон и пористых стеклянных волокон.

Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению к никотину. Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размеры и форму.

Предпочтительно, источник кислоты представляет собой источник молочной кислоты. Источник молочной кислоты может содержать сорбционный элемент и сорбированную на этом сорбционном элементе молочную кислоту.

Сорбционный элемент может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов, например из тех, которые перечислены выше.

Сорбционный элемент предпочтительно химически инертен по отношению к молочной кислоте. Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размеры и форму.

В некоторых вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую заглушку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую заглушку. В других вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую полую трубку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую полую трубку.

В других вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу параллелепипедную заглушку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу параллелепипедную заглушку. Поперечное сечение заглушки может иметь по существу квадратную или прямоугольную форму. В других вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу параллелепипедный полый трубчатый элемент. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористый по существу параллелепипедный трубчатый элемент с прямоугольным поперечным сечением.

Размер, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность сорбции требуемого количества молочной кислоты на этом сорбционном элементе. Сорбционный элемент предпочтительно действует как резервуар для молочной кислоты.

Предпочтительно, узел картриджа выполнен таким образом, что балансировка и регулирование стехиометрии реакции между паром никотина и паром молочной кислоты осуществляются с использованием соотношения объемных расходов воздуха через первое отделение и второе отделение. Более конкретно, отношение объемного расхода воздуха через первое отделение к объемному расходу воздуха через второе отделение предпочтительно регулируется путем изменения одного или обоих из количества и размеров впускных отверстий для воздуха, сообщающихся с первым отделением, относительно количества и размеров впускных отверстий для воздуха, сообщающихся с вторым отделением.

В предпочтительных вариантах осуществления отношение объемного расхода воздуха через первое отделение к объемному расходу воздуха через второе отделение регулируется путем задания разного количества впускных отверстий для воздуха одинакового размера, сообщающихся с первым отделением и вторым отделением соответственно.

В целом, в узлах картриджа согласно настоящему изобретению впускные отверстия для воздуха на входе и выходе первого отделения и второго отделения образованы каналом или каналами, проходящими через прокалывающие корпусы прокалывающих элементов. Таким образом, с целью достижения требуемой стехиометрии 1:1 между никотином и молочной кислотой, в предпочтительных вариантах осуществления узлов картриджа согласно настоящему изобретению третий и четвертый прокалывающие корпусы (то есть корпусы, функционально соединенные с отделением, вмещающим источник молочной кислоты) предпочтительно содержат в два раза больше каналов, чем первый и третий прокалывающие корпусы (то есть корпусы, функционально соединенные с отделением, вмещающим источник никотина). В особо предпочтительном варианте осуществления каждый из первого и третьего прокалывающих корпусов содержит два канала, и каждый из второго и четвертого прокалывающих корпусов содержат четыре канала.

В тех вариантах осуществления, которые содержат мундштук, как описано выше, этот мундштук предпочтительно содержит мундштучную камеру, расположенную дальше по потоку относительно расположенной раньше по потоку мундштучной торцевой стенки и сообщающуюся по текучей среде с мундштучным впускным отверстием для воздуха. Кроме того, мундштук предпочтительно также содержит мундштучное выпускное отверстие для воздуха на расположенном дальше по потоку конце мундштучной камеры.

В таких вариантах осуществления мундштук предпочтительно также содержит вентиляционное впускное отверстие для воздуха, обеспечивающее сообщение по текучей среде между областью снаружи мундштука и мундштучной камерой и находящееся между расположенной раньше по потоку мундштучной торцевой стенкой и расположенным дальше по потоку концом мундштучной камеры.

Кроме того, если узел картриджа содержит мундштук, то этот мундштук может содержать фильтр. Фильтр может иметь низкую эффективность фильтрации частиц или очень низкую эффективность фильтрации частиц.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления узел картриджа также содержит третье отделение, предназначенное для размещения нагревательного элемента генерирующего аэрозоль устройства и расположенное между первым отделением и вторым отделением, причем расположенная раньше по потоку торцевая стенка кожуха содержит отверстие, выровненное с третьим отделением при нахождении картриджа во втором положении.

Благодаря нагреву источника никотина и источника молочной кислоты до температуры, превышающей температуру окружающей среды, с использованием одного нагревателя, обеспечивается возможность регулирования количества пара никотина и пара молочной кислоты, выделяющихся из источника никотина и источника молочной кислоты соответственно. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности пропорционального регулирования и балансировки концентраций паров никотина и молочной кислоты для достижения эффективной стехиометрии реакции. В результате обеспечивается преимущество, состоящее в повышении эффективность образования аэрозоля и стабильности доставки никотина пользователю. Кроме того, таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в снижении риска нежелательной доставки пользователю избыточного реагента, то есть непрореагировавшего пара никотина или непрореагировавшего пара молочной кислоты.

Предпочтительно, нагревательный элемент выполнен в виде токоприемника (сусцептора), расположенного между первым отделением и вторым отделением. Это обеспечивает возможность осуществления нагрева образующих аэрозоль компонентов в узле картриджа бесконтактным способом с помощью индукционного нагрева.

С этой целью один такой узел картриджа согласно настоящему изобретению используют в генерирующем аэрозоль устройстве, содержащем индукционный источник, выполненный с возможностью создания переменного электромагнитного поля, которое индуцирует в материале токоприемника вихревые токи, вызывающие нагрев.

Токоприемник расположен в тепловой близости к образующим аэрозоль компонентам в отделениях узла картриджа. Нагретый токоприемник, в свою очередь, нагревает образующие аэрозоль компоненты для выделения летучих соединений и образования аэрозоля.

Токоприемник содержит первый токоприемный материал и второй токоприемный материал, причем первый токоприемный материал расположен в непосредственном физическом контакте со вторым токоприемным материалом. Второй токоприемный материал предпочтительно имеет температуру Кюри ниже 500 градусов по Цельсию. Первый токоприемный материал предпочтительно используется, главным образом, для нагрева токоприемника при размещении токоприемника в переменном электромагнитном поле. Может использоваться любой подходящий материал. Например, первый токоприемный материал может представлять собой алюминий, или он может представлять собой черный металл, такой как нержавеющая сталь. Второй токоприемный материал предпочтительно используется, главным образом, для указания на то, что токоприемник достиг конкретной температуры, и эта температура представляет собой температуру Кюри второго токоприемного материала. Температура Кюри второго токоприемного материала может использоваться для регулирования температуры всего токоприемника во время работы. Таким образом, температура Кюри второго токоприемного материала должна быть ниже температуры воспламенения образующего аэрозоль субстрата. Подходящие материалы для второго токоприемного материала могут включать никель и определенные сплавы никеля.

Настоящее изобретение будет далее дополнительно описано со ссылкой на чертежи на нижеследующих фигурах, на которых:

на Фиг. 1 показан покомпонентный вид в перспективе узла картриджа согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 2 показан вид сбоку в разрезе узла картриджа по Фиг. 1 с прокалывающими элементами в их соответствующих первых, убранных положениях;

на Фиг. 3 показан еще один вид сбоку в разрезе узла картриджа по Фиг. 1 и 2 с прокалывающими элементами в их соответствующих вторых положениях (активированный картридж);

на Фиг. 4 показан схематический вид в разрезе узла картриджа в плоскости А-А по Фиг. 3; и

на Фиг. 5 показан схематический вид в разрезе генерирующего аэрозоль устройства, содержащего узел картриджа по Фиг. 1-4.

Узел 10 картриджа по Фиг. 1, 2 и 3 содержит по существу цилиндрический картридж 12, выполненный с возможностью приема паров от сорбционных элементов 14, 16 в соответствующие первое и второе отделения 18, 20. Первый сорбционный элемент 14 пропитан источником никотина, в то время как второй сорбционный элемент 16 пропитан источником молочной кислоты. Оба отделения 18, 20 уплотнены на их концах с помощью первой хрупкой перегородки 22, обеспеченной на расположенном раньше по потоку конце 24 картриджа 12, и второй хрупкой перегородки 26, обеспеченной на расположенном дальше по потоку конце 28 картриджа 12.

Кроме того, узел 10 картриджа содержит расположенный раньше по потоку оболочечный элемент 30 и расположенный дальше по потоку оболочечный элемент 32. Расположенный раньше по потоку оболочечный элемент 30 и расположенный дальше по потоку оболочечный элемент 32 выполнены с возможностью установки на картридже 12. Каждый из оболочечных элементов 30, 32 содержит трубчатый корпус, выполненный с возможностью частичного размещения в нем картриджа 12. Более конкретно, в варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, 2 и 3, каждый из трубчатых корпусов оболочечных элементов 30, 32 имеет такую длину, чтобы обеспечить возможность вмещения 50 процентов длины картриджа.

Оболочечные элементы 30, 32 содержат удерживающие элементы, выполненные с возможностью установки с защелкиванием в соответствующих пазах или канавках в боковой стенке картриджа 12. Более конкретно, боковая стенка картриджа содержит две пары 34, 36 пазов или канавок, так что каждый из оболочечных элементов 30, 32 имеет возможность установки с защелкиванием на картридже в первом положении (см. Фиг. 2), в котором оболочечные элементы 30, 32 расположены на расстоянии друг от друга, и во втором положении (см. Фиг. 3), в котором оболочечные элементы по существу примыкают друг к другу. Таким образом, оболочечные элементы 30, 32 выполнены с возможностью перемещения в продольном направлении из первого положения во второе положение.

Расположенный раньше по потоку оболочечный элемент 30 содержит первый прокалывающий элемент 38, выполненный с возможностью пробивания первой хрупкой перегородки 22. Первый прокалывающий элемент 38 содержит первый прокалывающий корпус 40 и второй прокалывающий корпус 42. Первый прокалывающий элемент 38 выполнен с возможностью перемещения в качестве части расположенного раньше по потоку оболочечного элемента 28 из первого положения во второе положение. При нахождении в первом положении (см. Фиг. 2) первый прокалывающий элемент 38 убран от плоскости первой хрупкой перегородки 22. При нахождении во втором положении (см. Фиг. 3) первый и второй прокалывающие корпусы 40, 42 первого прокалывающего элемента 38 проходят в первое и второе отделения 18, 20 соответственно.

Площадь поперечного сечения каждого из первого и второго прокалывающих корпусов 40, 42 составляет 90 процентов от площади поперечного сечения соответствующего отделения 18 или 20.

Кроме того, первый прокалывающий элемент 38 содержит два канала 381, 382 (см. Фиг. 4), проходящих параллельно продольной оси картриджа через первый прокалывающий корпус 40, и четыре канала 383, 384, 385, 386, проходящих параллельно продольной оси картриджа через второй прокалывающий корпус 42. Такие каналы имеют соответствующие впускные отверстия и выпускные отверстия.

Таким образом, при нахождении первого и второго прокалывающих элементов 40, 42 во втором положении (см. Фиг. 3), первое и второе отделения 18, 20 независимо сообщаются по текучей среде с впускными отверстиями и выпускными отверстиями каналов, проходящих через их соответствующие прокалывающие корпусы 40, 42.

Расположенный дальше по потоку оболочечный элемент 32 содержит второй прокалывающий элемент 44, выполненный с возможностью пробивания второй хрупкой перегородки 26. Второй прокалывающий элемент 44 содержит третий прокалывающий корпус 46 и четвертый прокалывающий корпус 48. Второй прокалывающий элемент 44 выполнен с возможностью перемещения в качестве части расположенного дальше по потоку оболочечного элемента 32 из первого положения во второе положение. При нахождении в первом положении (см. Фиг. 2) второй прокалывающий элемент 44 убран от плоскости второй хрупкой перегородки 26. При нахождении во втором положении (см. Фиг. 3) третий и четвертый прокалывающие корпусы 46, 48 второго прокалывающего элемента 44 проходят в первое и второе отделения 18, 20 соответственно.

Площадь поперечного сечения каждого из третьего и четвертого прокалывающих корпусов 46, 48 составляет 90 процентов от площади поперечного сечения соответствующего отделения 18 или 20.

Кроме того, второй прокалывающий элемент 44 содержит два канала, проходящих параллельно продольной оси картриджа через третий прокалывающий корпус 46, и четыре канала, проходящих параллельно продольной оси картриджа через второй прокалывающий корпус 48. Такие каналы имеют соответствующие впускные отверстия и выпускные отверстия.

Таким образом, при нахождении третьего и четвертого прокалывающих элементов 46, 48 во втором положении (см. Фиг. 3), первое и второе отделения 18, 20 независимо сообщаются по текучей среде с впускными отверстиями и выпускными отверстиями каналов, проходящих через их соответствующие прокалывающие элементы 46, 48.

Узел 10 картриджа также содержит мундштук 50, съемно прикрепленный к расположенному дальше по потоку концу расположенного дальше по потоку оболочечного элемента 32. Таким образом, мундштук 50 выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси картриджа 12 вместе с первым прокалывающим элементом 38. Мундштук 50 содержит расположенную раньше по потоку мундштучную торцевую стенку 52 и мундштучное впускное отверстие 54 для воздуха в расположенной раньше по потоку мундштучной торцевой стенке 52. Мундштучное впускное отверстие 54 для воздуха сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием каналов первого прокалывающего элемента 38.

Кроме того, мундштук 50 содержит мундштучную камеру 56, расположенную дальше по потоку относительно расположенной раньше по потоку мундштучной торцевой стенки 52 и сообщающуюся по текучей среде с мундштучным впускным отверстием 54 для воздуха. Мундштук 50 также содержит мундштучное выпускное отверстие 58 для воздуха на расположенном дальше по потоку конце 60 мундштучной камеры 56.

В варианте осуществления, показанном на фигурах, мундштук 50 также содержит вентиляционное впускное отверстие 62 для воздуха, обеспечивающее сообщение по текучей среде между областью снаружи мундштука 50 и камерой 56 мундштука. Более конкретно, вентиляционное впускное отверстие 62 для воздуха находится между расположенной раньше по потоку мундштучной торцевой стенкой 52 и расположенным дальше по потоку концом 60 мундштучной камеры 56.

Для использования узла 10 картриджа в генерирующем аэрозоль устройстве, потребитель активирует картридж путем перемещения прокалывающих элементов 38, 44 из первого положения во второе положение, так что хрупкие перегородки 22, 26 пробиваются и отделения 18, 20 оказываются в состоянии сообщения по текучей среде с мундштуком и внешней средой.

Как схематически показано на Фиг. 5, генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит кожух 102, содержащий по существу цилиндрическую полость 104, в которой частично размещается узел 10 картриджа 10. Как показано на Фиг. 4, длина полости 104 меньше, чем длина узла 10 картриджа, так что при вставке узла 10 картриджа в генерирующее аэрозоль устройство 100 по меньшей мере мундштук 50 выступает из полости 104.

Генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит нагревательные средства, выполненные с возможностью нагрева отделений 18, 20 узла картриджа. В варианте осуществления, схематически показанном на Фиг. 4, генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит нагреватель 106, расположенный по центру внутри полости 104 и проходящий вдоль главной оси указанной полости. Нагреватель представляет собой удлиненный электрический нагревательный элемент в виде нагревательного лезвия. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит источник 108 питания в виде батареи и контроллер (не показан), содержащий электронную схему, которая соединена с источником 108 питания и с нагревателем 106.

Как показано на Фиг. 4, нагреватель размещен в полости 110 узла 10 картриджа и проходит по центру между отделениями 18, 20. После вставки узла картриджа в генерирующее аэрозоль устройство 100 и активации, как описано выше, нагреватель 106 нагревает источник никотина и источник молочной кислоты в картридже 12 до по существу одинаковой температуры, составляющей 100 градусов по Цельсию.

Во время использования потребитель осуществляет затяжку на мундштуке 50 узла 10 картриджа для втягивания воздуха через картридж 12. При прохождении втягиваемого воздуха через картридж 12, пар никотина выделяется из источника никотина в первом отделении 18, а пар молочной кислоты выделяется из источника молочной кислоты во втором отделении 20. Пар никотина вступает в реакцию с паром молочной кислоты в газовой фазе с образованием солевых частиц лактата никотина, которые доставляются потребителю через мундштучную камеру 56 и мундштучное выпускное отверстие 58 для воздуха.

Группа изобретений относится к генерирующим аэрозоль системам. Устройство включает картридж, содержащий первое отделение, проходящее вдоль продольной оси, содержащее генерирующее аэрозоль соединение и уплотненное на первом конце с помощью первой хрупкой перегородки, проходящей в соответствующей плоскости, поперечной продольной оси, первый прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания первой хрупкой перегородки. Первый прокалывающий элемент содержит первый прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения одного отделения, и первый канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через первый прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Первый прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение. При нахождении первого прокалывающего элемента в первом положении первый прокалывающий корпус убран от плоскости первой хрупкой перегородки. При нахождении первого прокалывающего элемента во втором положении первый прокалывающий корпус проходит в отделение через плоскость первой хрупкой перегородки и отделение сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием первого канала. Узел картриджа содержит второй прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания второй хрупкой перегородки и содержащий второй прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения отделения, и второй канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через второй прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Второй прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение, причем при его нахождении в первом положении второй прокалывающий корпус убран от плоскости второй хрупкой перегородки. При нахождении второго прокалывающего элемента во втором положении второй прокалывающий корпус проходит в отделение через плоскость второй хрупкой перегородки, и оно сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием второго канала. Увеличивается срок годности, снижается частота возникновения запирания тракта потока воздуха. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Узел картриджа для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий:

картридж, содержащий по меньшей мере первое отделение, проходящее вдоль продольной оси, содержащее генерирующее аэрозоль соединение и уплотненное на первом конце с помощью первой хрупкой перегородки, проходящей в соответствующей плоскости, поперечной продольной оси;

по меньшей мере первый прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания первой хрупкой перегородки;

причем первый прокалывающий элемент содержит:

первый прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения; и

первый канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через первый прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие;

первый прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение;

при нахождении первого прокалывающего элемента в первом положении первый прокалывающий корпус убран от плоскости первой хрупкой перегородки;

при нахождении первого прокалывающего элемента во втором положении первый прокалывающий корпус проходит в указанное по меньшей мере одно отделение через плоскость первой хрупкой перегородки, и указанное по меньшей мере одно отделение сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием первого канала;

указанное по меньшей мере одно отделение уплотнено на конце, противоположном первому концу, с помощью второй хрупкой перегородки, причем узел картриджа также содержит второй прокалывающий элемент, выполненный с возможностью пробивания второй хрупкой перегородки и содержащий:

второй прокалывающий корпус, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения; и

второй канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через второй прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие;

второй прокалывающий элемент выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси из первого положения во второе положение, причем при нахождении второго прокалывающего элемента в первом положении второй прокалывающий корпус убран от плоскости второй хрупкой перегородки; и

при нахождении второго прокалывающего элемента во втором положении второй прокалывающий корпус проходит в указанное по меньшей мере одно отделение через плоскость второй хрупкой перегородки, и указанное по меньшей мере одно отделение сообщается по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием второго канала.

2. Узел картриджа по п. 1, в котором площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 50 процентов площади поперечного сечения по меньшей мере одного отделения.

3. Узел картриджа по п. 1, в котором площадь поперечного сечения первого прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 75 процентов от площади поперечного сечения указанного по меньшей мере одного отделения.

4. Узел картриджа по любому из пп. 1-3, содержащий мундштук, содержащий расположенную раньше по потоку мундштучную торцевую стенку и мундштучное впускное отверстие для воздуха, находящееся в расположенной раньше по потоку мундштучной торцевой стенке и сообщающееся по текучей среде с впускным отверстием и выпускным отверстием указанного канала, причем мундштук выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси картриджа вместе с указанным по меньшей мере одним прокалывающим элементом.

5. Узел картриджа по любому из предыдущих пунктов, в котором картридж содержит второе отделение, расположенное параллельно первому отделению внутри картриджа, причем первый прокалывающий элемент также содержит третий прокалывающий корпус, первый прокалывающий корпус выполнен с возможностью перемещения для по меньшей мере частичного размещения в первом отделении картриджа, и третий прокалывающий корпус выполнен с возможностью перемещения вместе с первым прокалывающим корпусом для по меньшей мере частичного размещения во втором отделении картриджа.

6. Узел картриджа по п. 5, в котором площадь поперечного сечения третьего прокалывающего корпуса составляет по меньшей мере 40 процентов от площади поперечного сечения второго отделения, и первый прокалывающий элемент также содержит третий канал, проходящий параллельно продольной оси картриджа через третий прокалывающий корпус и имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие.

7. Узел картриджа по любому из пп. 4-6, в котором мундштук содержит мундштучную камеру, расположенную дальше по потоку относительно расположенной раньше по потоку торцевой стенки мундштука и сообщающуюся по текучей среде с мундштучным впускным отверстием для воздуха, причем мундштук также содержит мундштучное выпускное отверстие для воздуха на расположенном дальше по потоку конце мундштучной камеры.

8. Узел картриджа по п. 7, в котором мундштук также содержит вентиляционное впускное отверстие для воздуха, обеспечивающее сообщение по текучей среде между областью снаружи мундштука и мундштучной камерой и находящееся между расположенной раньше по потоку торцевой стенкой мундштука и расположенным дальше по потоку концом мундштучной камеры.

9. Узел картриджа по любому из предыдущих пунктов, в котором картридж также содержит второе отделение, источник никотина, расположенный внутри первого отделения, и источник кислоты, расположенный внутри второго отделения.

10. Узел картриджа по любому из предыдущих пунктов, в котором картридж также содержит третье отделение, предназначенное для размещения нагревательного элемента генерирующего аэрозоль устройства и расположенное между первым отделением и вторым отделением, причем расположенная раньше по потоку торцевая стенка кожуха содержит отверстие, выровненное с третьим отделением при нахождении картриджа во втором положении.

11. Узел картриджа по п. 9 или 10, в котором картридж содержит сусцептор, расположенный между первым отделением и вторым отделением.

12. Генерирующая аэрозоль система, содержащая:

узел картриджа по любому из пп. 1-11; и

генерирующее аэрозоль устройство, содержащее полость устройства, выполненную с возможностью размещения в ней расположенного раньше по потоку конца узла картриджа и нагревателя для нагрева первого отделения и второго отделения картриджа узла картриджа.

13. Генерирующая аэрозоль система по п. 12, в которой нагреватель содержит индукционный нагреватель, окружающий по меньшей мере часть полости устройства, причем картридж содержит сусцептор, расположенный между первым отделением и вторым отделением.