ИНДУКЦИОННО НАГРЕВАЕМЫЙ КАРТРИДЖ ДЛЯ СИСТЕМЫ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ, И СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩАЯ ИНДУКЦИОННО НАГРЕВАЕМЫЙ КАРТРИДЖ Российский патент 2023 года по МПК A24F40/42 

Настоящее изобретение относится к картриджу для использования в системе, генерирующей аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль, содержащей такой картридж. В частности, настоящее изобретение относится к картриджу в сборе, содержащему источник никотина и источник кислоты для использования в системе, генерирующей аэрозоль, для генерирования in situ аэрозоля, содержащего частицы соли никотина, и системе, генерирующей аэрозоль, содержащей такой картридж.

Известны устройства для доставки никотина пользователю, которые генерируют вдыхаемый аэрозоль из жидкого субстрата, образующего аэрозоль, содержащего никотин и одно или более веществ для образования аэрозоля. Такие устройства обычно содержат резервуар, хранящий жидкий субстрат, образующий аэрозоль, нагреватель для испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с генерированием аэрозоля, и элемент для транспортировки жидкости, предназначенный для подачи субстрата к нагревателю. Известная конфигурация таких устройств содержит элемент для транспортировки жидкости в виде капиллярного фитиля, содержащий часть, проходящую в резервуар субстрата, и часть, выходящую из резервуара, и нагреватель в виде электрически резистивной катушки, которую наматывают вокруг части капиллярного фитиля, выходящей из резервуара. Эти устройства обычно генерируют аэрозоль путем испарения небольшой аликвоты субстрата, хранящегося в резервуаре, путем повышения температуры нагревателя до высокой температуры, равной или превышающей точку кипения субстрата, на относительно короткое время, например несколько секунд, чтобы быстро испарить небольшую аликвоту субстрата из резервуара. Этот тип нагрева может называться «мгновенным» нагревом. В устройствах, использующих «мгновенный» нагрев, также может использоваться обнаружение затяжки, так что нагреватель может нагреваться до высокой температуры только тогда, когда пользователь делает вдох или осуществляет затяжку на устройстве.

Также известны устройства для доставки никотина пользователю, содержащие источник никотина и источник летучего соединения, ускоряющего доставку. Например, в документах WO 2008/121610 A1 и WO 2017/108992 A1 раскрыты устройства, в которых никотин и кислота, такая как пировиноградная кислота или молочная кислота, вступают в реакцию друг с другом в газовой фазе с образованием аэрозоля из частиц соли никотина, который вдыхается пользователем.

Системы, содержащие отдельный источник кислоты и источник никотина, обычно не требуют «мгновенного» нагрева для испарения аликвоты источников для генерирования аэрозоля, скорее, когда пользователь осуществляет затяжку или делает вдох на устройстве, аликвоты источников никотина и кислоты втягиваются из несущих материалов в газообразной форме, так как воздух втягивается через первое и второе отделения из-за изменения давления в отделениях. Аликвоты никотина и кислоты реагируют друг с другом в газовой фазе с образованием аэрозоля из частиц соли никотина.

В таких устройствах различия между концентрациями паров никотина и кислоты могут приводить к неблагоприятным последствиям, состоящим в нежелательной стехиометрии реакции или в доставке пользователю избыточного количества реагента, такого как непрореагировавшие пары никотина или непрореагировавшие пары кислоты. Чтобы контролировать и уравновешивать концентрации паров никотина и кислоты, достигая эффективной стехиометрии реакции, было предложено нагревать никотин и кислоту в устройствах такого типа, как раскрыто в WO 2008/121610 A1. Было предложено несколько конфигураций для нагрева никотина и кислоты. Одно предложение включает предоставление одного или более электрически резистивных нагревательных элементов в непосредственной близости от отделений, содержащих никотин и кислоту. Другое такое предложение включает предоставление индукционно нагреваемого токоприемного (сусцепторного) элемента между отделениями, содержащими никотин и кислоту.

Было обнаружено, что повышение температуры источника внутри отделения может занять значительное время, например до 30 секунд или дольше. Более того, поскольку необходимо нагреть один или оба источника до температуры, прежде чем пользователь осуществит первую затяжку на устройстве, чтобы контролировать концентрацию пара для первой затяжки, «время до первой затяжки» для таких систем может составлять до 30 секунд или дольше.

В большинстве систем, генерирующих аэрозоль, желательно генерировать аэрозоль с желаемыми составляющими как можно скорее после активации устройства. Для удовлетворительного влияния устройства, генерирующего аэрозоль, на ощущение потребителя, «время до первой затяжки» считается критическим. Потребители не хотят ожидать в течение значительного периода времени после включения устройства, прежде чем осуществить первую затяжку.

Желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, содержащую источник никотина и источник кислоты для генерирования in situ аэрозоля, содержащего частицы соли никотина, которая позволяет быстро и равномерно нагревать источник никотина и источник кислоты. Также было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, содержащую источник никотина и источник кислоты для генерирования in situ аэрозоля, содержащего частицы соли никотина, которая обеспечивает постоянное выделение пара никотина из источника никотина и пара кислоты из источника кислоты с течением времени. Кроме того, было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, содержащую источник никотина и источник кислоты для генерирования in situ аэрозоля, содержащего частицы соли никотина, которая обеспечивает короткое или минимальное «время до первой затяжки».

Согласно настоящему изобретению предоставлен картридж для использования в системе, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит: первое отделение, содержащее первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, причем первое отделение содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином; и второе отделение, содержащее второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, причем второе отделение содержит источник кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный кислотой, при этом одно из первого и второго отделений содержит токоприемный элемент, расположенный в контакте с несущим материалом внутри отделения.

В частности, согласно настоящему изобретению предоставлен картридж для использования в системе, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит: первое отделение, содержащее первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, причем первое отделение содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином; и второе отделение, содержащее второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, причем второе отделение содержит источник кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный кислотой, при этом одно из первого и второго отделений содержит пару токоприемных элементов, расположенных в контакте с несущим материалом внутри отделения, и при этом несущий материал расположен между парой токоприемных элементов.

Картридж предназначен для использования в системе, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать устройство, генерирующее аэрозоль, причем картридж выполнен с возможностью использования с устройством. Предпочтительно устройство содержит корпус устройства; индукционную катушку, расположенную на корпусе или внутри него; и блок питания, соединенный с индукционной катушкой и выполненный с возможностью подачи колебательного тока на индукционную катушку. Предпочтительно колебательный ток представляет собой высокочастотный колебательный ток. В контексте данного документа «высокочастотный колебательный ток» обозначает колебательный ток с частотой от 500 кГц до 30 МГц. Высокочастотный колебательный ток может иметь частоту от 1 до 30 МГц, предпочтительно от 1 до 10 МГц и более предпочтительно от 5 до 7 МГц.

Во время работы колебательный ток проходит через индукционную катушку для генерирования переменного магнитного поля, индуцирующего напряжение в токоприемном элементе. Индуцированное напряжение заставляет ток течь в токоприемный элемент, и этот ток приводит к нагреву токоприемного элемента джоулевым теплом, что в свою очередь нагревает источник в отделении, в котором расположен токоприемный элемент. Поскольку токоприемный элемент является ферромагнитным, потери на гистерезис в токоприемном элементе также генерируют значительное количество тепла.

Система, генерирующая аэрозоль, использующая индукционный нагрев, обладает преимуществом, заключающимся в том, что не нужно образовывать электрические контакты между картриджем и устройством, чтобы подавать питание на нагреватель. Токоприемный элемент не нуждается в электрическом соединении с любыми другими компонентами, устраняя потребность в пайке или других связующих элементах. Это особенно преимущественно для компоновки согласно настоящему изобретению, в которой токоприемный элемент расположен внутри одного из отделений картриджа в контакте с несущим материалом в отделении. Кроме того, индукционная катушка обеспечена как часть устройства, делая возможным создание простого, недорогого и надежного картриджа. Картриджи обычно представляют собой одноразовые изделия, изготавливаемые в существенно больших количествах, чем устройства, с которыми они работают. Соответственно, уменьшение стоимости картриджей, даже если это требует более дорогого устройства, может привести к значительной экономии средств как для производителей, так и для потребителей.

Преимущественно авторы настоящего изобретения осознали, что расположение токоприемного элемента внутри отделения картриджа в контакте с несущим материалом источника, содержащегося внутри отделения, значительно сокращает время, необходимое для повышения температуры источника внутри отделения до желаемой температуры. Время, необходимое для увеличения температуры источника внутри отделения до желаемой температуры может называться в данном документе «временем предварительного нагрева». В некоторых конфигурациях авторы настоящего изобретения обнаружили, что «время предварительного нагрева» может быть сокращено до приблизительно 5 секунд или менее посредством расположения токоприемного элемента внутри отделения и в контакте с несущим материалом источника внутри отделения.

Считается, что сокращение «времени предварительного нагрева», необходимого для нагрева источников никотина и кислоты до желаемой температуры, является результатом контакта между токоприемным элементом и несущим материалом, обеспечивающим проводимость тепла непосредственно от токоприемного материала к источнику никотина или источнику кислоты. Это обеспечивает прямой проход для передачи тепла между источником и нагревателем по сравнению с системами, имеющими нагреватель, расположенный снаружи отделений. Также считается, что компоновка, подразумевающая расположение токоприемного элемента внутри емкости, позволяет воздуху и пару в отделении входить в контакт с токоприемником, улучшая передачу тепла от токоприемника, воздуха и пара.

Преимущественно авторы настоящего изобретения также осознали, что расположение токоприемного элемента внутри отделения картриджа в контакте с несущим материалом источника, содержащегося внутри отделения, обеспечивает поддержание источников никотина и кислоты при желаемой температуре с течением времени. Считается, что улучшенная передача тепла воздуху, входящему в отделение, может помочь поддерживать температуру отделения на стабильном уровне в течение долгого времени, даже во время осуществления затяжки пользователем.

Система, генерирующая аэрозоль, может потребоваться для нагрева одного или более источника никотина и источника кислоты до любой подходящей необходимой температуры. Необходимая температура может представлять собой температуру, которая приводит к тому, что нагретый источник имеет необходимые свойства, такие как конкретная необходимая вязкость или температура поверхности. Предпочтительно необходимая температура ниже температуры кипения источника.

Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью нагрева по меньшей мере одного из первого отделения и второго отделения картриджа до необходимой температуры. Система может быть выполнена с возможностью нагрева по меньшей мере одного из первого отделения и второго отделения до необходимой температуры посредством любой подходящей конфигурации токоприемника, индукционной катушки, блока питания и электронных схем. Например, размеры и количество витков индукционной катушки, размеры и материал токоприемника (сусцептора) и питание, подаваемое на индукционную катушку, могут быть выбраны в соответствии с необходимой температурой системы.

Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью нагрева как первого отделения, так и второго отделения до необходимой температуры. Система может быть выполнена с возможностью нагрева первого отделения до первой необходимой температуры и нагрева второго отделения до второй необходимой температуры. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первая необходимая температура может быть по существу подобна второй необходимой температуре. В некоторых вариантах осуществления первая необходимая температура может отличаться от второй необходимой температуры.

Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена с возможностью нагрева по меньшей мере одного из первого отделения и второго отделения картриджа до температуры ниже приблизительно 250 градусов Цельсия. Предпочтительно нагреватель выполнен с возможностью нагрева первого отделения и второго отделения картриджа до температуры от приблизительно 80 градусов Цельсия до приблизительно 150 градусов Цельсия.

В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению под «по существу одинаковая температура» подразумевается, что разница в температуре между первым отделением и вторым отделением картриджа, измеренная в соответствующих местах относительно центра отделения, составляет меньше чем приблизительно 3°C.

При использовании нагрев одного или обоих из первого отделения и второго отделения картриджа до температуры выше температуры окружающей среды преимущественно позволяет контролировать и пропорционально уравновешивать концентрации паров никотина в первом отделении картриджа и давление паров кислоты во втором отделении картриджа, чтобы обеспечивать эффективную стехиометрию реакции между никотином и кислотой. Это может преимущественно улучшать эффективность образования частиц соли никотина и стабильность их подачи пользователю. Это также может преимущественно снижать доставку пользователю не вступившего в реакцию никотина и не вступившей в реакцию кислоты.

Было обнаружено, что целевая температура от приблизительно 100 градусов Цельсия до приблизительно 110 градусов Цельсия является необходимой целевой температурой для нагрева одного или более источников никотина и кислоты с целью обеспечения эффективной стехиометрии реакции.

В контексте данного документа «токоприемный (сусцепторный) элемент» означает проводящий элемент, нагревающийся при воздействии на него изменяющегося магнитного поля. Это может быть результатом вихревых токов, индуцированных в токоприемном элементе, и/или потерь на гистерезис.

Материал и геометрическая форма токоприемного элемента могут быть выбраны так, чтобы обеспечивать необходимое электрическое сопротивление и тепловыделение.

Возможные материалы для токоприемных элементов включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий и в сущности любые другие проводящие элементы. Токоприемный элемент может представлять собой железистый элемент. Токоприемный элемент может представлять собой ферритовый элемент. Токоприемный элемент может представлять собой элемент из нержавеющей стали. Токоприемный элемент может представлять собой элемент из ферритной нержавеющей стали. Подходящие токоприемные материалы включают нержавеющую сталь марок 410, 420 и 430. Преимущественно было обнаружено, что расположение токоприемного элемента, содержащего ферритную нержавеющую сталь внутри любого из отделений, в контакте с несущим материалом источника никотина или источника кислоты, не приводит к передаче токоприемного материала от токоприемного элемента в аэрозоль, генерируемый системой.

Токоприемный элемент может содержать наружную поверхность, которая является химически инертной. Под химически инертным в данном документе подразумевается нечто относительно по меньшей мере одного из никотина из источника никотина и кислоты из источника кислоты, при нагреве до температуры с помощью токоприемного элемента. Токоприемный элемент может содержать наружную поверхность, которая является химически инертной к никотину из источника никотина. Токоприемный элемент может содержать наружную поверхность, которая является химически инертной к кислоте из источника кислоты.

Токоприемный элемент может содержать электрически проводящий токоприемный материал, который является химически инертным. Другими словами, химически инертная поверхность может быть химически инертной наружной поверхностью самого токоприемного материала.

Химически инертная наружная поверхность может представлять собой защитный наружный слой. Токоприемный элемент может иметь защитный наружный слой, например защитный керамический слой или защитный стеклянный слой, покрывающий или охватывающий токоприемный элемент. Элемент в виде токоприемника (сусцептора) может содержать защитное покрытие, выполненное из стекла, керамики или инертного металла, которое выполнено поверх сердечника материала токоприемника. Преимущественно предоставление токоприемного элемента с химически инертной наружной поверхностью может подавлять или предотвращать возникновение нежелательных химических реакций между токоприемным элементом и никотином из источника никотина и кислотой из источника кислоты. Защитный наружный слой или материал покрытия могут выдерживать температуры такой величины, до которой нагревают токоприемный материал.

Материал токоприемного элемента может выбираться на основании своей температуры Кюри. При температуре выше его температуры Кюри материал больше не будет являться ферромагнитным, и поэтому больше не будет происходить нагревание, вызванное потерями на гистерезис. В случае, если токоприемный элемент выполнен из одного однокомпонентного материала, температура Кюри может соответствовать максимальной температуре, которой должен обладать токоприемный элемент (другими словами, температура Кюри идентична максимальной температуре, до которой должен нагреваться токоприемный элемент, или отклоняется от этой максимальной температуры приблизительно на 1-3%). Это уменьшает возможность быстрого перегрева.

Если токоприемный элемент выполнен из более чем одного материала, материалы токоприемного элемента могут быть оптимизированы относительно дополнительных аспектов. Например, материалы могут быть выбраны так, чтобы первый материал токоприемного элемента может обладать температурой Кюри, превышающей максимальную температуру, до которой должен нагреваться токоприемный элемент. Этот первый материал токоприемного элемента затем может быть оптимизирован, например, относительно максимального тепловыделения и теплопередачи в источник никотина или кислоты для обеспечения эффективного нагрева токоприемника, с одной стороны. Однако токоприемный элемент в данном случае может дополнительно содержать второй материал, обладающий температурой Кюри, соответствующей максимальной температуре, до которой должен нагреваться токоприемник, и когда токоприемный элемент достигает этой температуры Кюри, магнитные свойства токоприемного элемента в целом изменяются. Это изменение может быть обнаружено и сообщено микроконтроллеру, который затем прерывает генерирование питания переменного тока до тех пор, пока температура снова не опустится ниже температуры Кюри, после чего генерирование питания переменного тока может быть возобновлено.

По меньшей мере часть токоприемного элемента может быть проницаемой для текучей среды. В контексте данного документа «проницаемый для текучей среды» элемент означает элемент, через который может проходить жидкость или газ. Токоприемный элемент может иметь множество отверстий, образованных в нем, чтобы позволить текучей среде проходить через него. В частности, токоприемный элемент позволяет исходному материалу или в газовой фазе, или как в газовой, так и в жидкой фазе, проникать через него.

Токоприемный элемент может иметь любую подходящую форму. Токоприемный элемент может содержать, например, сетку, плоскую спиральную катушку, волокна или ткань. В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент может содержать лист или полоску.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемный элемент может содержать сетку. В контексте данного документа термин «сетка» охватывает решетки и матрицы нитей, между которыми существуют пространства. Термин сетка также включает тканые или нетканые материалы.

Нити могут образовывать промежутки между нитями, и промежутки могут иметь ширину от 10 микрометров до 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в промежутках так, что при использовании жидкость источника втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между элементом в виде токоприемника и жидкостью.

Нити могут образовывать сетку размером от 160 до 600 меш по стандарту США (+/- 10%) (т.е. от 160 до 600 нитей на дюйм (+/- 10%)). Ширина промежутков предпочтительно составляет от 75 микрометров до 25 микрометров. Процентная доля открытой площади сетки, которая является отношением площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от 25 до 56%. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. Альтернативно, нити состоят из матрицы нитей, расположенных параллельно друг другу.

Нити могут быть образованы путем травления листового материала, такого как фольга. Это может быть особенно преимущественным в том случае, если нагреватель в сборе содержит матрицу из параллельных нитей. Если нагревательный элемент содержит сетку или тканый материал из нитей, нити могут быть получены по отдельности и связаны вместе.

Сетка также может характеризоваться своей способностью удерживать жидкость, как хорошо известно в данной области техники.

Нити сетки могут иметь диаметр от 8 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 8 микрометров до 50 микрометров и более предпочтительно от 8 микрометров до 39 микрометров.

Нити сетки могут иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, нити могут иметь круглое поперечное сечение или могут иметь сплющенное поперечное сечение.

Преимущественно, сетчатый токоприемный элемент может иметь относительную проницаемость от 1 до 40000. Если желательно обеспечить применение вихревых токов для большей части нагрева, может применяться материал с более низкой проницаемостью, и если желательны эффекты гистерезиса, то может применяться материал с более высокой проницаемостью. Предпочтительно материал имеет относительную проницаемость от 500 до 40000. Это обеспечивает эффективный нагрев.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемный элемент представляет собой железистый сетчатый токоприемный элемент. Сетчатый токоприемный элемент может представлять собой сетчатый токоприемный элемент из нержавеющей стали. Сетчатый токоприемный элемент может представлять собой сетчатый токоприемный элемент из ферритной нержавеющей стали. Сетчатый токоприемный элемент может содержать множество нитей из нержавеющей стали. Сетчатый токоприемный элемент может содержать множество нитей из ферритной нержавеющей стали.

В вариантах осуществления, где кислота из источника кислоты и никотин из источника никотина являются жидкими, жидкость может образовывать мениск в промежутках сетчатого токоприемного элемента, что обеспечивает эффективный нагрев никотина и кислоты.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемник содержит пару токоприемных элементов. В этих предпочтительных вариантах осуществления несущий материал может быть расположен между парой токоприемных элементов. Предпочтительно по меньшей мере один из пары токоприемных элементов представляет собой сетчатый токоприемный элемент. В некоторых вариантах осуществления каждый из токоприемных элементов из пары токоприемных элементов представляют собой сетчатые токоприемные элементы.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первое отделение содержит первый токоприемник в контакте с первым несущим материалом, а второе отделение содержит второй токоприемник в контакте со вторым несущим материалом.

В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник содержит первую пару токоприемных элементов, при этом первый несущий материал расположен между первой парой токоприемных элементов, а второй токоприемник содержит вторую пару токоприемных элементов, при этом второй несущий материал расположен между второй парой токоприемных элементов. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления один или более из токоприемных элементов представляет собой сетчатый токоприемный элемент. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления каждый из токоприемных элементов представляет собой сетчатый токоприемный элемент.

Предпочтительно в вариантах осуществления, содержащих более чем один токоприемный элемент в картридже, один или более из токоприемных элементов представляет собой сетчатый токоприемный элемент. Более предпочтительно все токоприемные элементы представляют собой сетчатые токоприемные элементы. Преимущественно предоставление одного или более токоприемных элементов в качестве сетчатого токоприемного элемента может способствовать равномерному нагреву токоприемных элементов. Каждый токоприемный элемент в картридже оказывает электромагнитное экранирующее действие на другие токоприемные элементы в картридже, и считается, что сетчатый токоприемный элемент оказывает меньшее электромагнитное экранирующее действие на другие токоприемные элементы по сравнению с непористым или непроницаемым токоприемным элементом.

Предпочтительно, первое отделение картриджа содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином.

В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению термин «никотин» используется для описания никотина, основания никотина или соли никотина. В вариантах осуществления, где первый несущий материал пропитан основанием никотина или солью никотина, приводимые в данном документе количества никотина представляют собой количество основания никотина или количество ионизированного никотина, соответственно.

Первый несущий материал может быть пропитан жидким никотином или раствором никотина в водном или неводном растворителе.

Первый несущий материал может быть пропитан натуральным никотином или синтетическим никотином.

Предпочтительно второе отделение картриджа содержит источник кислоты, содержащий второй материал носителя, пропитанный кислотой.

Источник кислоты может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту.

Предпочтительно источник кислоты содержит органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа-кетокислоту, или 2-оксокислоту, или молочную кислоту.

Преимущественно источник кислоты содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, молочной кислоты и их комбинаций. Преимущественно источник кислоты содержит пировиноградную кислоту или молочную кислоту. Более преимущественно источник кислоты содержит молочную кислоту.

Первый несущий материал и второй несущий материал могут быть одинаковыми или разными.

Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют плотность от приблизительно 0,1 грамма/кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамма/кубический сантиметр.

Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют пористость от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.

Первый несущий материал и второй несущий материал могут иметь любую подходящую структуру. Первый несущий материал и второй несущий материал представляют собой пористые материалы. Первый и второй несущие материалы могут иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Первый несущий материал и второй несущий материал могут иметь волокнистую или губчатую структуру. Первый несущий материал и второй несущий материал могут подержать губкообразный или пенообразный материал. Первый и второй несущие материалы могут содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Первый несущий материал и второй несущий материал могут содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлозу, керамику, нержавеющую сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX^®.

В вариантах осуществления, содержащих сетчатый токоприемный элемент, несущий материал может проходить в пустоты в сетчатом токоприемном элементе.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно из кислоты и никотина представляет собой жидкость, удерживаемую в капиллярном материале. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон или нитей, или других трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть, в целом, выровнены для передачи жидкости к нагревателю. Структура капиллярного материала образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может быть перемещена за счет капиллярного действия. Жидкость имеет физические свойства, включая, без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые позволяют перемещать жидкость по капиллярному материалу за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью передачи жидкости на токоприемный элемент.

Первый несущий материал выступает в качестве резервуара для никотина.

Преимущественно первый несущий материал химически инертен по отношению к никотину.

Первый несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, первый несущий материал может иметь форму листа или заглушки.

Преимущественно форма и размер первого несущего материала могут быть подобны форме и размеру первого отделения картриджа.

Форма, размер, плотность и пористость первого несущего материала могут быть выбраны такими, что позволяют пропитывать первый несущий материал необходимым количеством никотина.

Предпочтительно, первое отделение картриджа содержит источник никотина, содержащий первый материал носителя, пропитанный приблизительно от 1 до 40 миллиграммами никотина.

Предпочтительно первое отделение картриджа содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный от приблизительно 3 миллиграммами до приблизительно 30 миллиграммами никотина. Более предпочтительно первое отделение картриджа содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный от приблизительно 6 миллиграммами до приблизительно 20 миллиграммами никотина. Наиболее предпочтительно первое отделение картриджа содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный от приблизительно 8 миллиграммами до приблизительно 18 миллиграммами никотина.

Преимущественно первое отделение картриджа может дополнительно содержать ароматизатор. Подходящие ароматизаторы включают, но без ограничения, ментол. Первый несущий материал может быть пропитан никотином и ароматизатором. Преимущественно первый несущий материал может быть пропитан ароматизатором в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 12 миллиграмм.

Второй несущий материал выступает в качестве резервуара для кислоты.

Преимущественно второй несущий материал химически инертен по отношению к кислоте.

Второй несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, второй несущий материал может иметь форму листа или штранга.

Преимущественно форма и размер второго несущего материала могут быть подобны форме и размеру второго отделения картриджа.

Форма, размер, плотность и пористость второго несущего материала могут быть выбраны такими, что позволяют пропитывать второй несущий материал желаемым количеством кислоты.

Предпочтительно, второе отделение картриджа содержит источник молочной кислоты, содержащий второй материал носителя, пропитанный приблизительно от 2 до приблизительно 60 миллиграммами молочной кислоты.

Предпочтительно второе отделение картриджа содержит источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный от приблизительно 5 миллиграммами до приблизительно 50 миллиграммами молочной кислоты. Более предпочтительно второе отделение картриджа содержит источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный от приблизительно 8 миллиграммами до приблизительно 40 миллиграммами молочной кислоты. Наиболее предпочтительно второе отделение картриджа содержит источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный от приблизительно 10 миллиграммами до приблизительно 30 миллиграммами молочной кислоты.

Токоприемный элемент находится в контакте с несущим материалом. Токоприемный элемент может контактировать с несущим материалом любым подходящим образом.

В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент может быть расположен в отделении с несущим материалом так, чтобы по меньшей мере часть токоприемного элемента находилась в упоре или в прямом физическом контакте с по меньшей мере частью несущего материала. В этих вариантах осуществления форма и размер отделения, несущего материала и токоприемного элемента могут быть выбраны для сохранения упора или прямого физического контакта между токоприемным элементом и несущим материалом внутри отделения.

В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент может быть нанесен на несущий материал. Токоприемный элемент может быть нанесен на несущий материал любым подходящим образом. Например, токоприемный элемент может быть распылен или нанесен посредством погружения на несущий материал.

В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент может быть прикреплен к несущему материалу посредством адгезивного слоя. Адгезивный слой между токоприемным элементом и несущим материалом может представлять собой пористый слой. В этих вариантах осуществления токоприемный элемент косвенно контактирует с несущим материалом через адгезивный слой.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления материал для образования токоприемного элемента наносят непосредственно на несущий материал с целью образования токоприемного элемента. Преимущественно, нанесение материала для образования токоприемного элемента непосредственно на пористую наружную поверхность несущего материала может улучшить контакт между токоприемным элементом и несущим материалом. Кроме того, токоприемный элемент приклеивается к несущему материалу благодаря образованию токоприемного элемента посредством нанесения материала для образования токоприемного элемента непосредственно на пористую наружную поверхность несущего материала.

В контексте данного документа термин «нанесенный» означает наложенный в качестве покрытия на наружную поверхность несущего материала, например, в виде жидкости, плазмы или пара, который впоследствии конденсируется или агрегируется с образованием токоприемного элемента, а не просто помещенный на несущий материал в виде твердого, предварительно образованного компонента.

В контексте данного документа термин «нанесенный непосредственно» означает, что материал для образования токоприемного элемента нанесен на пористую наружную поверхность несущего материала так, что по меньшей мере один нагревательный элемент находится в непосредственном контакте с пористой наружной поверхностью.

В контексте данного документа термин «пористый» означает выполненный из материала, который является проницаемым для жидкого никотинового субстрата и жидкого кислотного субстрата и позволяет жидкому субстрату перемещаться сквозь него.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления материал токоприемного элемента по меньшей мере частично рассеян в пористой наружной поверхности несущего материала.

В контексте настоящего документа термин «рассеян в пористой наружной поверхности» означает, что токоприемный материал встроен в материал пористой наружной поверхности по границе между токоприемным материалом и несущим материалом или смешан с ним, например, путем прохождения в поры пористой наружной поверхности.

Материал, из которого образован токоприемный элемент, может быть нанесен на пористую наружную поверхность любым подходящим образом. Например, токоприемный материал может быть нанесен на пористую наружную поверхность несущего материала в виде жидкости с использованием дозирующей пипетки или шприца, или с использованием устройства для переноса с тонким кончиком, такого как игла.

В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент содержит пригодный для печатания токоприемный материал, напечатанный на пористой наружной поверхности несущего материала. В таких вариантах осуществления может быть использован любой подходящий известный метод печати. Например, одна или более из трафаретной печати, глубокой печати, флексографической печати, струйной печати. Такие способы печати могут быть особенно применимы для высокоскоростных способов производства.

В некоторых вариантах осуществления материал, из которого образован токоприемный элемент, может быть нанесен на пористую наружную поверхность несущего материала посредством одного или более процессов вакуумного осаждения, таких как осаждение из паровой фазы и распыление.

Токоприемный элемент может иметь любую подходящую форму.

Трубчатый токоприемный элемент может окружать или по существу окружать несущий материал. В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент может образовывать трубчатый токоприемный элемент. Когда несущий материал является удлиненным, имеющим длину, трубчатый токоприемный элемент может окружать или по существу окружать несущий материал по всей длине несущего материала или по существу по всей длине несущего материала. Трубчатый токоприемный элемент может представлять собой сетчатый токоприемный элемент.

В вариантах осуществления, содержащих сетчатый токоприемный элемент, сетчатый токоприемный элемент может по существу охватывать несущий материал. Токоприемный элемент может охватывать несущий материал.

В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент покрывает, перекрывает или по существу перекрывает одну сторону несущего материала. Например, если несущий материал является по существу кубовидным, то несущий материал может покрывать или перекрывать одну сторону поверхности кубоида. Если в отделении предусмотрена пара токоприемных элементов, то первая из пары токоприемных элементов может покрывать первую сторону несущего материала, а вторая из пары токоприемных элементов может покрывать вторую сторону несущего материала, противоположную первой стороне. В предпочтительных вариантах осуществления, содержащих пару токоприемных элементов в отделении, по меньшей мере один из токоприемных элементов представляет собой сетчатый токоприемный элемент, а более предпочтительно оба токоприемных элемента из пары токоприемных элементов представляют собой сетчатые токоприемные элементы.

В некоторых вариантах осуществления токоприемный элемент покрывает или перекрывает поверхность несущего материала на одной стороне несущего материала. Предпочтительно токоприемный элемент покрывает или перекрывает площадь, занимающую от приблизительно 5% до приблизительно 100% стороны несущего материала, от приблизительно 10% до приблизительно 80% стороны несущего материала, от приблизительно 20% до приблизительно 70% стороны несущего материала или от приблизительно 30% до приблизительно 60% стороны несущего материала.

Токоприемный элемент может покрывать площадь, занимающую по меньшей мере 10% поверхности несущего материала. Токоприемный элемент может покрывать площадь, занимающую по меньшей мере 20%, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70% или по меньшей мере 80% поверхности несущего материала. В контексте данного документа термин «поверхность» относится к макроскопической поверхности, такой как наружная поверхность непористой основной части.

В вариантах осуществления, содержащих сетчатый токоприемный элемент, сетка или матрица электрически проводящих нитей может покрывать или перекрывать площадь от приблизительно 5% до приблизительно 100% поверхности несущего материала, от приблизительно 10% до приблизительно 80% поверхности несущего материала, от приблизительно 20% до приблизительно 70% поверхности несущего материала или от приблизительно 30% до приблизительно 60% поверхности несущего материала.

Предпочтительно картридж содержит корпус. Корпус картриджа может быть выполнен с возможностью зацепления с корпусом устройства, когда картридж размещен в устройстве. Токоприемный элемент может быть расположен на стенке корпуса картриджа, выполненного с возможностью расположения смежно с индукционной катушкой, или может быть смежным с ней, когда корпус картриджа сцеплен с корпусом устройства. При эксплуатации преимущественно, чтобы токоприемный элемент располагался вблизи индукционной катушки для максимального увеличения напряжения, наведенного в токоприемном элементе.

В некоторых вариантах осуществления первое отделение и второе отделение расположены последовательно внутри картриджа.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первое отделение и второе отделение расположены параллельно внутри картриджа. Первое отделение и второе отделение могут быть расположены симметрично по отношению друг к другу внутри картриджа.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения под «параллельно» подразумевается, что первое отделение и второе отделение расположены внутри картриджа так, что при использовании первый поток воздуха, протягиваемый через картридж, проходит в первое отделение через первое впускное отверстие для воздуха, проходит дальше по ходу потока через первое отделение и выходит из первого отделения через первое выпускное отверстие для воздуха, а второй поток воздуха, протягиваемый через картридж, проходит во второе отделение через второе впускное отверстие для воздуха, проходит дальше по ходу потока через второе отделение и выходит из второго отделения через второе выпускное отверстие для воздуха. Пар никотина высвобождается из источника никотина в первом отделении в первый поток воздуха, втягиваемый через картридж, а пар кислоты высвобождается из источника кислоты во втором отделении во второй поток воздуха, втягиваемый через картридж. Пар никотина в первом потоке воздуха вступает в реакцию с паром кислоты во втором потоке воздуха в газовой фазе с образованием аэрозоля из частиц соли никотина.

В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению термины «ближний», «дальний», «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов картриджа и системы, генерирующей аэрозоль.

Система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит ближний конец, через который при использовании аэрозоль из частиц соли никотина выходит из системы, генерирующей аэрозоль, для доставки пользователю. Ближний конец также может называться мундштучным концом. При применении пользователь осуществляет затяжку через ближний конец системы, генерирующей аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит дальний конец, расположенный противоположно ближнему концу.

Когда пользователь осуществляет затяжку через ближний конец системы, генерирующей аэрозоль, воздух втягивается в систему, генерирующую аэрозоль, проходит через картридж и покидает систему, генерирующую аэрозоль, через ее ближний конец. Компоненты или части компонентов системы, генерирующей аэрозоль, могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока или дальше по ходу потока относительно друг друга на основании их относительных положений между ближним концом и дальним концом системы, генерирующей аэрозоль.

Первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа расположено на ближнем конце первого отделения картриджа. Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа расположено раньше по ходу потока относительно первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа. Второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа расположено на ближнем конце второго отделения картриджа. Второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа расположено раньше по ходу потока относительно второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «продольный» используется для описания направления между ближним концом и противоположным дальним концом картриджа или системы, генерирующей аэрозоль, и термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «длина» используется для описания максимального продольного размера компонентов или частей компонентов картриджа или системы, генерирующей аэрозоль, параллельного продольной оси между ближним концом и противоположным дальним концом картриджа или системы, генерирующей аэрозоль.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термины «высота» и «ширина» используются для описания максимальных поперечных размеров компонентов или частей компонентов картриджа или системы, генерирующей аэрозоль, перпендикулярных продольной оси картриджа или системы, генерирующей аэрозоль. Там, где высота и ширина компонентов или частей компонентов картриджа или системы, генерирующей аэрозоль, не являются одинаковыми, термин «ширина» используется для обозначения большего из двух поперечных размеров, перпендикулярных продольной оси картриджа или системы, генерирующей аэрозоль.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «удлиненный» используется для описания компонента или части компонента картриджа, длина которого больше его ширины и высоты.

Как будет более подробно описано далее, благодаря предоставлению источника никотина и источника кислоты в отдельных отделениях с отдельными впускными отверстиями для воздуха и отдельными выпускными отверстиями для воздуха, картриджи и системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению преимущественно улучшают управление стехиометрией реакции никотина и кислоты.

Соотношение никотина и кислоты, необходимое для достижения соответствующей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать путем изменения объема первого отделения по отношению к объему второго отделения.

Форма и размеры первого отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества никотина в картридже.

Форма и размеры второго отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества кислоты в картридже.

Предпочтительно, первое отделение картриджа имеет длину L₁ от приблизительно 8 миллиметров до приблизительно 40 миллиметров, например, от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Предпочтительно, первое отделение картриджа имеет ширину W₁ от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 6 миллиметров. Предпочтительно, первое отделение картриджа имеет высоту H₁ от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 2,5 миллиметра.

Первое отделение картриджа может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения первого отделения может быть круглой, полукруглой, эллиптической, треугольной, квадратной, прямоугольной или трапецеидальной.

Предпочтительно, второе отделение картриджа имеет длину L₂ от приблизительно 8 миллиметров до приблизительно 40 миллиметров, например, от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Предпочтительно, второе отделение картриджа имеет ширину W₂ от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 6 миллиметров. Преимущественно второе отделение картриджа имеет высоту H₂ приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 2,5 миллиметра.

Второе отделение картриджа может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения второго отделения может быть круглой, полукруглой, эллиптической, треугольной, квадратной, прямоугольной или трапецеидальной.

Форма и размеры первого отделения и второго отделения картриджа могут быть одинаковыми или разными.

Предпочтительно, форма и размеры первого отделения и второго отделения по существу одинаковые. Предоставление первого отделения и второго отделения по существу одинаковой формы и размеров может предпочтительно упростить изготовление картриджа.

Форма и размеры первого отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества никотина в картридже.

Форма и размеры второго отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества кислоты в картридже.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться в компонент или часть компонента картриджа.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться из компонента или части компонента картриджа.

Каждый из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий. Например, каждый из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий. Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения и второе впускное отверстие для воздуха второго отделения могут содержать одинаковые или разные количества отверстий.

Преимущественно каждый из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа содержит несколько отверстий.

Наличие первого отделения, содержащего первое впускное отверстие для воздуха, содержащее несколько отверстий, и второго отделения, содержащего второе впускное отверстие для воздуха, содержащее несколько отверстий, может преимущественно обеспечивать более равномерный поток воздуха внутри первого отделения и второго отделения соответственно. При применении это может улучшить захват никотина в поток воздуха, втягиваемый через первое отделение, и улучшить захват кислоты в поток воздуха, втягиваемый через второе отделение.

Преимущественно первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа может содержать от 2 до 5 отверстий.

Преимущественно второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа может содержать от 3 до 7 отверстий.

Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа может содержать одно или более отверстий, имеющих любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения каждого отверстия может быть круглой, эллиптической, квадратной или прямоугольной. Преимущественно каждое отверстие имеет по существу круглую форму поперечного сечения. Преимущественно диаметр каждого отверстия составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 0,6 миллиметра.

Второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий имеющих любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения каждого отверстия может быть круглой, эллиптической, квадратной или прямоугольной. Преимущественно каждое отверстие имеет по существу круглую форму поперечного сечения. Преимущественно диаметр каждого отверстия составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 0,6 миллиметра.

Первое отделение может иметь продольное первое впускное отверстие для воздуха, и второе отделение может иметь продольное второе впускное отверстие для воздуха. В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «продольное впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться в продольном направлении в компонент или часть компонента картриджа.

Преимущественно перед первым использованием картриджа, первое впускное отверстие для воздуха первого отделения и/или второе впускное отверстие для воздуха второго отделения может быть герметически закрыто одной или более съемными или хрупкими перегородками. Например, первое впускное отверстие для воздуха первого отделения и/или второе впускное отверстие для воздуха второго отделения может быть герметически закрыто одним или более отделяемыми или прокалываемыми уплотнениями. Одна или более съемных или хрупких перегородок могут быть выполнены из любого подходящего материала. Например, одна или более съемных или хрупких перегородок могут быть выполнены из металлической фольги или пленки.

Каждый из первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий. Например, каждый из первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.

Первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа и второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа может содержать одинаковые или разные количества отверстий.

Преимущественно каждый из первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать несколько отверстий. Наличие первого отделения, содержащего первое выпускное отверстие для воздуха, содержащее несколько отверстий, и второго отделения, содержащего второе выпускное отверстие для воздуха, содержащее несколько отверстий, может преимущественно обеспечивать более равномерный поток воздуха внутри первого отделения и второго отделения соответственно. При применении это может улучшить захват никотина в поток воздуха, втягиваемый через первое отделение, и улучшить захват кислоты в поток воздуха, втягиваемый через второе отделение.

В вариантах осуществления, в которых первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа содержит несколько отверстий, преимущественно первое выпускное отверстие для воздуха может содержать от 2 до 5 отверстий.

В вариантах осуществления, где второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа содержит несколько отверстий, преимущественно второе выпускное отверстие для воздуха может содержать от 3 до 7 отверстий.

Предпочтительно, первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа в сборе и второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа в сборе могут содержать по одному отверстию. Обеспечение первого отделения, имеющего первое выпускное отверстие для воздуха, содержащее единственное отверстие, и второго отделения, имеющего второе выпускное отверстие для воздуха, содержащее единственное отверстие, может преимущественно упростить изготовление картриджа.

Первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа могут содержать одинаковое или разное количество отверстий.

Преимущественно первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа содержат одинаковое количество отверстий. Обеспечение первого отделения, имеющего первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, которые содержат одинаковое количество отверстий, может преимущественно упрощать изготовление картриджа.

Второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа могут содержать одинаковое или разное количество отверстий.

Преимущественно второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа содержат одинаковое количество отверстий. Обеспечение второго отделения, имеющего второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, которые содержат одинаковое количество отверстий, может преимущественно упрощать изготовление картриджа.

Первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа может содержать одно или более отверстий, имеющих любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения каждого отверстия может быть круглой, эллиптической, квадратной или прямоугольной. В вариантах осуществления, в которых первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа содержит несколько отверстий, преимущественно каждое отверстие имеет по существу круглую форму поперечного сечения. В таких вариантах осуществления преимущественно диаметр каждого отверстия составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 0,6 миллиметра.

Размеры одного или более отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, могут быть такими же или отличными от размеров одного или более отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа.

Преимущественно размеры одного или более отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, могут быть по существу такими же, как размеры одного или более отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа. Обеспечение первого отделения, имеющего первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, которые содержат одно или более отверстий по существу одинаковых размеров, может преимущественно упрощать изготовление картриджа.

Преимущественно размеры одного или более отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, могут быть больше, чем размеры одного или более отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа. Увеличение размеров отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, относительно размеров отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, может преимущественно снижать риск засорения первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа, например, пылью.

Второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий, имеющих любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения каждого отверстия может быть круглой, эллиптической, квадратной или прямоугольной. В вариантах осуществления, в которых второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа содержит несколько отверстий, преимущественно каждое отверстие имеет по существу круглую форму поперечного сечения. В таких вариантах осуществления преимущественно диаметр каждого отверстия составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 0,6 миллиметра.

Размеры одного или более отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, могут быть такими же или отличными от размеров одного или более отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа.

Преимущественно размеры одного или более отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, могут быть по существу такими же, как размеры одного или более отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа. Обеспечение второго отделения, имеющего второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, которые содержат одно или более отверстий по существу одинаковых размеров, может преимущественно упрощать изготовление картриджа.

Преимущественно размеры одного или более отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, могут быть больше, чем размеры одного или более отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа. Увеличение размеров отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, относительно размеров отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, может преимущественно снижать риск засорения второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа, например, пылью.

Преимущественно первое отделение может иметь продольное первое выпускное отверстие для воздуха, и второе отделение имеет продольное второе выпускное отверстие для воздуха.

В контексте данного документа касательно настоящего изобретения термин «продольное выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться в продольном направлении из компонента или части компонента картриджа.

Преимущественно перед первым использованием картриджа одно или более из первого впускного отверстия для воздуха и первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха и второго выпускного отверстия воздуха второго отделения картриджа могут быть герметически закрыты одной или более съемными или хрупкими перегородками. Одна или более съемных или хрупких перегородок могут быть выполнены из любого подходящего материала. Например, одна или более съемных или хрупких перегородок могут быть выполнены из металлической фольги или пленки.

Одно или оба из первого отделения и второго отделения могут содержать один или более признаков для расположения компоновки несущего материала и токоприемного элемента на расстоянии от стенок отделения. Преимущественно компоновка с расположением несущего материала и токоприемного элемента на расстоянии от стенок отделения может улучшить прохождение потока воздуха над наружной поверхностью несущего материала в отделении, когда воздух втягивается через отделение из впускного отверстия для воздуха на дальнем конце к выпускному отверстию для воздуха на ближнем конце. Преимущественно это может улучшить выделение паров никотина или кислоты из несущего материала и может обеспечить более постоянное выделение паров никотина или кислоты из отделения.

В некоторых вариантах осуществления одно или оба из первого отделения и второго отделения могут содержать один или более выступов, выступающих внутрь от наружной стенки отделения. Одна или более частей компоновки несущего материала и токоприемного элемента может упираться в один или более выступов в отделении, а соседние части компоновки несущего материала и токоприемного элемента могут удерживаться на расстоянии от стенки отделения одним или более выступами. Если в отделении предусмотрено более одного выступа, между смежными выступами может быть расположен канал для потока воздуха, который не содержит какой-либо компоновки несущего материала и токоприемника.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления один или более выступов могут проходить по существу по длине отделения.

В некоторых вариантах осуществления картридж может дополнительно содержать третье отделение. Третье отделение может быть расположено дальше по ходу потока относительно первого отделения и второго отделения и сообщается по текучей среде с первым выпускным отверстием для воздуха первого отделения и вторым выпускным отверстием для воздуха второго отделения. Пары никотина в первом потоке воздуха могут вступать в реакцию с парами кислоты во втором потоке воздуха в третьем отделении с образованием аэрозоля из частиц соли никотина.

В вариантах осуществления, где картридж дополнительно содержит третье отделение, это третье отделение может содержать один или более агентов для модификации аэрозоля. Например, третье отделение может содержать один или более сорбентов, один или более ароматизаторов, одно или более химически воспринимаемых средств или их комбинацию.

Преимущественно картридж представляет собой удлиненный картридж. В вариантах осуществления, в которых картридж представляет собой удлиненный картридж, первое отделение и второе отделение картриджа могут быть расположены симметрично относительно продольной оси картриджа.

Картридж может иметь любую подходящую форму. Например, картридж может быть по существу цилиндрическим.

Картридж может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения картриджа может быть круглой, полукруглой, эллиптической, треугольной, квадратной, прямоугольной или трапецеидальной.

Картридж может иметь любой подходящий размер.

Например, картридж может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров. Преимущественно картридж может иметь длину от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров.

Например, картридж может иметь ширину от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров и высоту от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Преимущественно картридж может иметь ширину от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров и высоту от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров.

Предпочтительно, картридж содержит основную часть и одну или более торцевых крышек.

Картридж может содержать основную часть и дальнюю торцевую крышку.

Картридж может содержать основную часть и ближнюю торцевую крышку.

Картридж может содержать основную часть, дальнюю торцевую крышку и ближнюю торцевую крышку.

В вариантах осуществления, где картридж содержит дальнюю торцевую крышку, одно или более отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, и одно или более отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, могут быть предусмотрены в дальней торцевой крышке.

В вариантах осуществления, где картридж содержит ближнюю торцевую крышку, одно или более отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа, и одно или более отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа, могут быть предусмотрены в ближней торцевой крышке.

Картридж может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, но без ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton®, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовым волокном или стекловолокном.

В вариантах осуществления, в которых картридж содержит основную часть и одну или более торцевых крышек, основная часть и одна или более торцевых крышек могут быть выполнены из одинаковых или разных материалов.

Картридж может быть выполнен из одного или более материалов, которые являются устойчивыми к никотину и устойчивыми к кислоте.

Первое отделение картриджа может быть покрыто одним или более стойкими к никотину материалами, а второе отделение картриджа может быть покрыто одним или более стойкими к кислоте материалами.

Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к молочной кислоте, включают в себя, но без ограничения, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этиленпропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.

Использование одного или более стойких к никотину материалов для образования картриджа и/или нанесения покрытия на внутреннюю часть первого отделения картриджа может преимущественно продлить срок хранения картриджа.

Использование одного или более стойких к кислоте материалов для образования картриджа и/или нанесения покрытия на внутреннюю часть второго отделения картриджа может преимущественно продлить срок хранения картриджа.

Картридж может быть выполнен из одного или более теплопроводных материалов.

Первое отделение картриджа и второе отделение картриджа могут быть покрыты одним или более теплопроводными материалами.

Применение одного или более теплопроводных материалов для выполнения картриджа и/или покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения картриджа может предпочтительно повышать теплопередачу от нагревателя на источник никотина и источник кислоты.

Подходящие теплопроводные материалы включают, но без ограничения, металлы, такие как, например, алюминий, хром, медь, золото, железо, никель и серебро, сплавы, такие как латунь и сталь, и их комбинации.

Картридж может быть выполнен любым подходящим способом. Подходящие способы включают, но без ограничения, глубокую вытяжку, литье под давлением, вспучивание, дутьевое формование и экструзию.

Картридж может быть выполнен с возможностью удаления после того, как в первом отделении закончится никотин, и во втором отделении закончится кислота.

Картридж может быть выполнен с возможностью заправки.

Согласно настоящему изобретению дополнительно предоставлена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж согласно настоящему изобретению; и устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать: корпус, образующий полость для размещения по меньшей мере части картриджа, и индукционный нагреватель, расположенный в полости устройства, генерирующего аэрозоль, или вокруг нее. Индукционный нагреватель может содержать индукционную катушку. Индукционный нагреватель может содержать катушку, окружающую по меньшей мере часть полости устройства, генерирующего аэрозоль. Преимущественно индукционная катушка может быть расположена таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть картриджа, когда картридж размещен в полости. Полость может иметь длину, и индукционная катушка может окружать по существу длину полости. Предпочтительно устройство дополнительно содержит блок питания, выполненный с возможностью подачи питания на индукционный нагреватель. Блок питания может быть соединен с индукционной катушкой и выполнен с возможностью подачи колебательного тока на индукционную катушку.

Преимущественно система, генерирующая аэрозоль, содержит расходуемый картридж в сборе согласно настоящему изобретению и многоразовое устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее индукционную катушку и блок питания для нагрева первого отделения и второго отделения картриджа.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может преимущественно содержать блок питания. Блок питания может находиться внутри корпуса устройства. Обычно блок питания представляет собой батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. Однако в некоторых вариантах осуществления блок питания может представлять собой другой тип устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может требовать перезарядки и может обладать емкостью, позволяющей накапливать достаточно энергии для одной или более пользовательских операций, например, одного или более сеансов генерирования аэрозоля. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного нагрева картриджа в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций индукционной катушки.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрическую схему, выполненную с возможностью управления подачей питания от блока питания к индукционной катушке. Электрическая схема может быть размещена внутри корпуса устройства. Электрическая схема может быть соединена с блоком питания и индукционной катушкой. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер, или специализированную интегральную схему (ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи тока на индукционную катушку. Ток может подаваться на индукционную катушку непрерывно после активации устройства или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Электрическая схема преимущественно может содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса D или класса E.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры картриджа. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения одного или более из температуры первого отделения и температуры второго отделения картриджа. В таких вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей питания на индукционную катушку на основании измеренной температуры.

Устройство содержит корпус. Корпус устройства может быть продолговатым. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.

Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать мундштук. В некоторых вариантах осуществления пары никотина, которые выделяются из источника никотина в первом отделении картриджа, и пары кислоты, которые выделяются из источника кислоты во втором отделении картриджа, могут вступать в реакцию друг с другом в газовой фазе в мундштуке с образованием аэрозоля из частиц соли никотина.

Мундштук может быть выполнен с возможностью зацепления с корпусом устройства. Мундштук может быть выполнен с возможностью введения в зацепление с картриджем. В некоторых вариантах осуществления картридж может содержать мундштук. В некоторых вариантах осуществления мундштук может быть выполнен за одно целое с основной частью картриджа.

В вариантах осуществления, в которых мундштук выполнен с возможностью зацепления с картриджем или образует часть картриджа, комбинация картриджа и мундштука может имитировать форму и размеры сгораемого курительного изделия, такого как сигарета, сигара или сигарилла. Преимущественно в таких вариантах осуществления комбинация картриджа и мундштука может имитировать форму и размеры сигареты.

Мундштук может быть выполнен с возможностью зацепления с корпусом устройства, генерирующего аэрозоль.

Мундштук может быть выполнен с возможностью удаления после того, как в первом отделении израсходуется никотин, и во втором отделении израсходуется кислота.

Мундштук может быть выполнен с возможностью повторного использования. В вариантах осуществления, где мундштук выполнен с возможностью повторного использования, мундштук может предпочтительно быть выполнен с возможностью съемного прикрепления к картриджу или корпусу устройства, генерирующего аэрозоль.

Мундштук может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Мундштук может содержать тот же материал, что и картридж. Мундштук и картридж могут содержать разные материалы.

Для исключения неопределенности признаки, описанные выше в отношении одного аспекта настоящего изобретения, могут быть также применены к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные выше относительно картриджа согласно настоящему изобретению, могут также относиться, при необходимости, к системам, генерирующим аэрозоль, согласно настоящему изобретению, и наоборот.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан вид в перспективе картриджа согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показан вид в перспективе в поперечном сечении части картриджа, показанного на фиг. 1, по линиям A-A и B-B;

на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении картриджа, показанного на фиг. 1, вдоль линии A-A;

на фиг. 4 показан вид в перспективе торцевой крышки картриджа, показанного на фиг. 1;

на фиг. 5 вид сверху в поперечном сечении части картриджа, показанного на фиг. 1, вдоль линии B-B;

на фиг. 6 показан частичный покомпонентный вид в перспективе картриджа, показанного на фиг. 1, включающий компоновку источника никотина и токоприемника, а также компоновку источника молочной кислоты и токоприемника;

на фиг. 7 показан вид сбоку компоновки несущего материала и токоприемника согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 показан вид в перспективе компоновки несущего материала и токоприемника, показанной на фиг. 7;

на фиг. 9 показан вид сбоку в поперечном сечении компоновки несущего материала и токоприемника, показанной на фиг. 7, внутри отделения картриджа, показанного на фиг. 1;

на фиг. 10 показан вид сбоку компоновки несущего материала и токоприемника согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 11 показан вид в перспективе компоновки несущего материала и токоприемника, показанной на фиг. 10;

на фиг. 12 показан вид сбоку в поперечном сечении компоновки несущего материала и токоприемника, показанной на фиг. 10, внутри отделения картриджа, показанного на фиг. 1;

на фиг. 13 показан вариант осуществления системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащей картридж, показанный на фиг. 1, и устройство, генерирующее аэрозоль; и

на фиг. 14 показан вариант осуществления схемы управления для устройства, показанного на фиг. 11.

На фиг. 1-6 показаны схематические изображения картриджа согласно варианту осуществления настоящего изобретения для использования в системе, генерирующей аэрозоль, для генерирования аэрозоля, содержащего частицы соли лактата никотина.

Картридж 102 содержит удлиненную основную часть 104 и дальнюю торцевую крышку 106. Картридж 102 имеет длину приблизительно 28 миллиметров и диаметр приблизительно 6,9 миллиметра.

Картридж 102 содержит часть 105 картриджа на дальнем конце картриджа, которая проходит между дальним концом основной части 104 и ближней торцевой стенкой 108. Часть 105 картриджа имеет длину приблизительно 15 миллиметров и диаметр приблизительно 6,9 миллиметра.

Часть 105 картриджа, принадлежащая картриджу 102, содержит удлиненное первое отделение 110, которое проходит от дальнего конца основной части 104 к ближней торцевой стенке 108. Первое отделение 110 содержит компоновку 112 источника никотина и токоприемника в соответствии с настоящим изобретением. Источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный приблизительно 10 миллиграммами никотина и приблизительно 4 миллиграммами ментола. Токоприемник содержит сетку из ферромагнитной нержавеющей стали, покрывающую одну сторону первого несущего материала, как будет более подробно описано ниже.

Часть 105 картриджа, принадлежащая картриджу 102, также содержит удлиненное второе отделение 114, которое проходит от дальнего конца основной части 104 к ближней торцевой стенке 108. Второе отделение 114 содержит компоновку 116 источника молочной кислоты и токоприемника в соответствии с настоящим изобретением. Источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный приблизительно 20 миллиграммами молочной кислоты. Токоприемник содержит сетку из ферромагнитной нержавеющей стали, покрывающую одну сторону второго несущего материала, как будет более подробно описано ниже.

Первое отделение 110 и второе отделение 114 расположены параллельно. Первое отделение 110 и второе отделение 114 расположены смежно друг с другом и разделены разделяющей стенкой 118.

Первое отделение 110 и второе отделение 114 имеют по существу одинаковую форму и размер. Первое отделение 110 и второе отделение 114 имеют длину приблизительно 12 миллиметров, ширину приблизительно 5 миллиметров и высоту приблизительно 1,7 миллиметра.

Первый несущий материал и второй несущий материал содержат нетканый лист из PET/PBT и имеют по существу одинаковую форму и размер. Форма и размер первого несущего материала и второго несущего материала подобны форме и размеру, соответственно, первого отделения 110 и второго отделения 114 картриджа 102.

Как показано на фиг. 4, дальняя торцевая крышка 106 содержит первую удлиненную поднятую часть 119 и вторую удлиненную поднятую часть 121. Первая и вторая удлиненные поднятые части 119, 121 расположены параллельно и выходят из плоскости крышки 106 по существу в одном и том же направлении. Размер и расположение первой удлиненной поднятой части 119 позволяют размещать ее в открытом дальнем конце первого отделения 110, и размер и расположение второй удлиненной поднятой части 121 позволяют размещать ее в открытом дальнем конце второго отделения 114. Дальняя торцевая крышка 106 дополнительно содержит первое впускное отверстие 120 для воздуха, содержащее ряд из двух расположенных на расстоянии друг от друга отверстий, и второе впускное отверстие 122 для воздуха, содержащее ряд из четырех расположенных на расстоянии друг от друга отверстий. Ряд отверстий первого впускного отверстия 120 для воздуха и ряд отверстий второго впускного отверстия 122 для воздуха расположены параллельно. Ряд отверстий первого впускного отверстия 120 для воздуха расположен вдоль первой поднятой части 119 и проходит через первую поднятую часть 119. Ряд отверстий второго впускного отверстия 122 для воздуха расположен вдоль второй поднятой части 121 и проходит через вторую поднятую часть 121. Каждое из отверстий, образующих первое впускное отверстие 120 для воздуха и второе впускное отверстие 122 для воздуха, имеют по существу круглое поперечное сечение и диаметр приблизительно 0,5 миллиметра.

Как показано на фиг. 5, ближняя торцевая стенка 108 части 105 картриджа содержит первое выпускное отверстие 126 для воздуха, содержащее ряд из двух расположенных на расстоянии друг от друга отверстий, и второе выпускное отверстие 128 для воздуха, содержащее ряд из четырех расположенных на расстоянии друг от друга отверстий. Первое выпускное отверстие 126 для воздуха выравнивается с первым отделением 110, а второе выпускное отверстие 128 для воздуха выравнивается со вторым отделением 114. Каждое из отверстий, образующих первое выпускное отверстие 126 для воздуха и второе выпускное отверстие 128 для воздуха, имеют по существу круглое поперечное сечение и диаметр приблизительно 0,5 миллиметра.

Также, как показано на фиг. 5, первое отделение 110 содержит два выступа или ребра 127, выступающих из разделяющей стенки 118 в направлении противоположной стороны отделения 110. Выступы 127 первого отделения 110 проходят по существу по длине первого отделения 110 и расположены на расстоянии друг от друга так, что между выступами образуется канал для воздуха. Второе отделение 114 содержит три выступа или ребра 129, выступающих из разделяющей стенки 118 в направлении противоположной стороны отделения 114. Выступы 129 второго отделения 114 по существу подобны выступам первого отделения 110, имеют такую же ширину и проходят по существу по длине второго отделения 114. Выступы 129 второго отделения 124 расположены на расстоянии друг от друга, так что между ними образованы два канала для воздуха, по одному каналу для воздуха между каждым из смежных выступов. Выступы 127 первого отделения 110 и выступы 129 второго отделения 114 предусмотрены для отделения первой и второй компоновок 112, 116 несущего материала и токоприемника от разделяющей стенки 118, чтобы обеспечить достаточный поток воздуха над наружной поверхностью компоновок несущего материала и токоприемника по меньшей мере на одной стороне.

Как показано на фиг. 6, для образования картриджа 102, первый несущий материал пропитывают никотином и ментолом, и компоновку 112 первого несущего материала и токоприемника вставляют в первое отделение 110, а второй несущий материал пропитывают молочной кислотой и вторую компоновку 116 несущего материала и токоприемника вставляют во второе отделение 114. Дальнюю торцевую крышку 106 затем вставляют на дальний конец основной части 104 так, чтобы первое впускное отверстие 120 для воздуха было выровнено относительно первого отделения 110, а второе впускное отверстие 122 для воздуха было выровнено относительно второго отделения 114.

Первое впускное отверстие 120 для воздуха находится в сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием 126 для воздуха, так что первый поток воздуха может проходить в картридж 102 через первое впускное отверстие 120 для воздуха, через первое отделение 110 и выходить из картриджа 102 через первое выпускное отверстие 126 для воздуха. Второе впускное отверстие 122 для воздуха находится в сообщении по текучей среде со вторым выпускным отверстием 128 для воздуха, так что второй поток воздуха может проходить в картридж 102 через второе впускное отверстие 122 для воздуха, через второе отделение 114 и выходить из картриджа 102 через второе выпускное отверстие 128 для воздуха.

Перед первым использованием картриджа 102, первое впускное отверстие 120 для воздуха и второе впускное отверстие 122 для воздуха могут быть герметически закрыты съемным отделяемым уплотнением из фольги или прокалываемым уплотнением из фольги (не показано), нанесенным на наружную поверхность дальней торцевой крышки 106. Аналогичным образом, перед первым использованием картриджа 102, первое выпускное отверстие 126 для воздуха и второе выпускное отверстие 128 для воздуха могут быть герметически закрыты съемным отделяемым уплотнением из фольги или прокалываемым уплотнением из фольги (не показано), нанесенным на наружную поверхность стенки ближнего конца основной части 104.

Картридж 102 дополнительно содержит третье отделение 130, которое расположено дальше по ходу потока относительно первого отделения 110 и второго отделения 114 и сообщается по текучей среде с первым выпускным отверстием 120 для воздуха первого отделения 110 и вторым выпускным отверстием 122 для воздуха второго отделения 114. Во время использования пар никотина в первом потоке воздуха вступает в реакцию с паром кислоты во втором потоке воздуха в третьем отделении 130 с образованием аэрозоля из частиц соли никотина.

Третье отделение 130 содержит одно отверстие 132 на ближнем конце отделения с диаметром приблизительно 1,3 миллиметра. Третье отделение 130 также содержит впускное отверстие 132 для вентиляции, позволяющее наружному воздуху поступать в третье отделение и разбавлять пары никотина, кислоты и соли лактата никотина. Впускное отверстие для вентиляции имеет диаметр приблизительно 0,5 миллиметра.

Картридж 102 также содержит мундштучную часть 140, расположенную дальше по ходу потока относительно третьего отделения 130 и сообщающуюся по текучей среде с отверстием 132 на ближнем конце третьего отделения 130. Мундштучная часть 140 имеет длину приблизительно 13 миллиметров и отверстие на ближнем конце картриджа 102 с диаметром приблизительно 5 миллиметров.

При использовании пользователь осуществляет затяжку через мундштучную часть 140 картриджа 102 для втягивания воздуха через первое и второе отделения 110, 112 в третье отделение 130, через третье отделение 130 в мундштучную часть 140 и из мундштучной части 140 через отверстие на ближнем конце.

На фиг. 7-9 показаны схематические изображения второй компоновки несущего материала и токоприемного элемента согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя только вторая компоновка несущего материала и токоприемника для второго отделения показана здесь, следует понимать, что такая же компоновка несущего материала и токоприемного элемента может быть предусмотрена для первой компоновки несущего материала и токоприемного элемента для первого отделения.

На фиг. 7 и 8 показана вторая компоновка 116 несущего материала и токоприемного элемента, содержащая несущий материал 1161 и железистый сетчатый токоприемный элемент 1162. Сетчатый токоприемный элемент 1162 находится в непосредственном контакте с несущим материалом 1161. Железистый сетчатый токоприемный элемент 1162 нанесен непосредственно на несущий материал 1161 любым подходящим способом, известным в уровне техники, так, чтобы железистый сетчатый токоприемный элемент 1162 находился в непосредственном контакте с несущим материалом 1161. В этом варианте осуществления железистый сетчатый токоприемный элемент 1162 образован из нержавеющей стали ANSI 420, имеет нити диаметром приблизительно 50 микрометров и размеры сетки приблизительно 400 меш по стандарту США.

В этом варианте осуществления несущий материал 1161 является удлиненным и по существу плоским, имея две большие противоположные плоские поверхности. Железистый сетчатый токоприемный элемент 1162 осажден на по существу двух больших противоположных плоских поверхностях несущего материала, и, таким образом, сетчатый токоприемный элемент 1162 покрывает и находится в контакте с по меньшей мере 40 процентами площади поверхности несущего материала 1161.

На фиг. 9 показана вторая компоновка 116 несущего материала и токоприемника, показанная на фиг. 7 и 8, внутри второго отделения 114 картриджа 102, показанного на фиг. 1-6. Как показано на фиг. 9, второе отделение 114 содержит три выступа или ребра 129, равномерно расположенных на расстоянии вдоль одной стороны отделения. Вторая компоновка 116 несущего материала и токоприемника расположена в отделении так, что токоприемный элемент 1162 упирается в выступы 129 или контактирует с ними и расположен на расстоянии от стенки отделения посредством выступов 129. Эта конфигурация предоставляет каналы для воздуха между смежными выступами 129 и токоприемником, обеспечивая достаточный поток воздуха над токоприемным элементом 1162, когда воздух втягивается через второе отделение 114.

На фиг. 10-12 показаны схематические изображения второй компоновки несущего материала и токоприемника согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя только вторая компоновка несущего материала и токоприемника для второго отделения показана здесь, следует понимать, что такая же компоновка несущего материала и токоприемного элемента может быть предусмотрена для первой компоновки несущего материала и токоприемного элемента для первого отделения.

На фиг. 10 и 11 показана вторая компоновка 116’ несущего материала и токоприемного элемента, содержащая несущий материал 1161’ и пару железистых сетчатых токоприемных элементов 1162’, 1163’. Сетчатые токоприемные элементы 1162’, 1163’ находятся в непосредственном контакте с несущим материалом 1161’. Железистые сетчатые токоприемные элементы 1162’, 1163’ нанесены непосредственно на несущий материал 1161’ любым подходящим способом, известным в уровне техники, так, чтобы железистые сетчатые токоприемные элементы 1162’, 1163’ находились в непосредственном контакте с несущим материалом 1161’. В этом варианте осуществления оба железистых сетчатых токоприемных элемента 1162’, 1163’ образованы из нержавеющей стали ANSI 420, имеют нити диаметром приблизительно 50 микрометров и размеры сетки приблизительно 400 меш по стандарту США.

В этом варианте осуществления несущий материал 1161 является удлиненным и по существу плоским, имея две большие противоположные плоские поверхности. Первый сетчатый токоприемный элемент 1162’ осажден на по существу одной из двух больших противоположных плоских поверхностей несущего материала 1161’, и, таким образом, первый сетчатый токоприемный элемент 1162 покрывает и находится в контакте с по меньшей мере 40 процентами площади поверхности несущего материала 1161’. Второй сетчатый токоприемный элемент 1163’ осажден на по существу другой из двух больших противоположных плоских поверхностей несущего материала 1161’, и, таким образом, второй сетчатый токоприемный элемент 1163’ покрывает и находится в контакте с по меньшей мере 40 процентами площади поверхности несущего материала 1161’. В этой компоновке по меньшей мере 80 процентов площади поверхности несущего материала 1161’ находится в контакте с токоприемным элементом.

На фиг. 9 показана вторая компоновка 116’ несущего материала и токоприемника, показанная на фиг. 10 и 11, внутри второго отделения 114’ картриджа 102’. Картридж 102’ идентичен картриджу 102, изображенному на фиг. 1-6, но содержит шесть выступов или ребер 129’, причем три выступа расположены на расстоянии равномерно вдоль одной стороны отделения, и три выступа расположены на расстоянии равномерно вдоль противоположной стороны отделения. Вторая компоновка 116’ несущего материала и токоприемника расположена в отделении так, что первый сетчатый токоприемный элемент 1162’ примыкает или контактирует с тремя выступами 129’ на одной стороне отделения, а второй сетчатый токоприемный элемент 1163’ примыкает или контактирует с тремя выступами 129’ на противоположной стороне отделения. В этой компоновке оба токоприемных элемента 1162’, 1163’ расположены на расстоянии от стенок отделения выступами 129’. Эта конфигурация предоставляет каналы для воздуха между смежными выступами 129’ и токоприемными элементами, обеспечивая достаточный поток воздуха над токоприемными элементами 1162’, 1163’, когда воздух втягивается через второе отделение 114’.

На фиг. 13 показано схематическое изображение системы 200, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения для генерирования аэрозоля, содержащего частицы соли лактата никотина.

Система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 202, генерирующее аэрозоль, и картридж 102 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 1-6.

Устройство 202, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 204, образующий полость 206 на ближнем конце корпуса 204 для размещения дальней части картриджа 102 между дальней торцевой крышкой 106 и ближней торцевой стенкой 108.

Индукционная катушка 208 предусмотрена вдоль длины полости 206 и соосно выровнена с полостью 206 так, что катушка 208 по существу окружает полость. Когда картридж 102 размещен в полости 206, индукционная катушка 208 проходит по длине первого и второго отделений 110, 114.

Устройство 202, генерирующее аэрозоль, содержит блок 210 питания и схему 212 управления, размещенную внутри корпуса 204. Блок питания 210 соединен с индукционной катушкой 208 посредством схемы 212 управления, и схема управления выполнена с возможностью управления подачей питания, подаваемого на индукционную катушку 208 от блока 210 питания.

Блок 210 питания выполнен с возможностью подачи высокочастотного колебательного тока на индукционную катушку 208 с частотой от приблизительно 5 до приблизительно 7 МГц. Во время работы высокочастотный колебательный ток проходит через индукционную катушку 208 с генерированием переменного магнитного поля, индуцирующего напряжение в токоприемных элементах. Индуцированное напряжение заставляет ток течь в токоприемные элементы, и этот ток приводит к нагреву токоприемных элементов джоулевым теплом, что в свою очередь нагревает никотин в первом отделении 210 и кислоту во втором отделении 212. Во время использования схема 212 управления устройства 202, генерирующего аэрозоль, управляет подачей питания из блока 210 питания устройства 202, генерирующего аэрозоль, на индукционную катушку 208 для нагрева токоприемника в первом отделении 110 и токоприемника во втором отделении 114 картриджа 102 до по существу одинаковой температуры, составляющей приблизительно 100 °C.

Когда картридж 102 был вставлен в полость 206 устройства 202, генерирующего аэрозоль, мундштук 140 выходит из полости 206, так что пользователь может получить доступ к мундштуку 140, чтобы осуществить затяжку на ближнем конце и получить аэрозоль из частиц соли лактата никотина.

Устройство 202 содержит переключатель (не показан). При использовании пользователь нажимает переключатель, чтобы включить устройство 202. Когда устройство включено, схема 212 управления подает колебательный ток от блока 210 питания на индукционную катушку 208 для нагрева токоприемных элементов в первом и втором отделениях картриджа 102. Система 200 требует, чтобы температура первого и второго отделений была увеличена до рабочей температуры приблизительно 100 градусов Цельсия, прежде чем пользователь сможет осуществить первую затяжку на устройстве. Это необходимо для обеспечения генерирования постоянного аэрозоля из частиц соли лактата никотина. В этом варианте осуществления время предварительного нагрева составляет приблизительно 5 секунд, если система 200 нагревается от комнатной температуры, составляющей 20 градусов Цельсия. По истечении времени предварительного нагрева, когда первое и второе отделения находятся при рабочей температуре приблизительно 100 градусов Цельсия, пользователь может осуществить первую затяжку через мундштук 140 картриджа 102. Во время затяжки пользователь осуществляет затяжку через ближний конец мундштука 140 для втягивания первого потока воздуха через первое отделение 110 картриджа 102 и второго потока воздуха через второе отделение 114 картриджа 102. По мере того как первый поток воздуха втягивается через первое отделение 110 картриджа 102, пар никотина высвобождается из первого несущего материала в первый поток воздуха. По мере того как второй поток воздуха втягивается через второе отделение 114 картриджа 102, пар молочной кислоты высвобождается из второго несущего материала во второй поток воздуха. Пар никотина в первом потоке воздуха и пар молочной кислоты во втором потоке воздуха втягиваются из первого и второго отделений в третье отделение 130. Воздух окружающей среды также втягивается в третье отделение 130 посредством впускного отверстия 134 для вентиляции. В третьем отделении 130 пар никотина из первого потока воздуха и пар молочной кислоты во втором потоке воздуха вступают в реакцию друг с другом в газовой фазе с образованием аэрозоля из частиц соли никотина. Аэрозоль из частиц соли никотина вытягивается из третьего отделения 130 через ближнее отверстие 132 в мундштук 140 и доставляется пользователю через ближний конец мундштука 140.

На фиг. 14 изображен пример схемы 212 управления, которая может быть использована для подачи высокочастотного колебательного тока на индукционную катушку, используя усилитель мощности класса E. Как можно видеть на фиг. 14, схема содержит усилитель мощности класса E, содержащий транзисторный переключатель 1100, содержащий полевой транзистор (FET) 1110, например, полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (MOSFET), схему питания транзисторного переключателя, обозначенную стрелкой 1120, для подачи сигнала переключения (напряжение затвор-исток) в FET 1110, и индуктивно-емкостную сеть 1130 нагрузки, содержащую шунтирующий конденсатор C1 и последовательное соединение конденсатора C2 и индукционной катушки L2. Источник питания постоянного тока, содержащий батарею 101, содержит дроссель L1 и подает напряжение питания постоянного тока. На фиг. 14 также показано омическое сопротивление R, представляющее собой общую омическую нагрузку 1140, которая является суммой омического сопротивления R_{катушки} плоской спиральной индукционной катушки, обозначенной как L2, и омического сопротивления R_{нагрузки} токоприемного элемента.

Из-за очень малого количества компонентов можно поддерживать чрезвычайно маленький объем электронных схем блока питания. Этот чрезвычайно маленький объем электронных схем блока питания возможен благодаря индукционной катушке L2 индуктивно-емкостной сети 1130 нагрузки, непосредственно используемой в качестве индукционной катушки для индуктивной связи с токоприемным элементом, и этот маленький объем позволяет сохранять небольшие общие размеры всего устройства индукционного нагрева.

Общий принцип работы усилителя мощности класса E известен и подробно описан в статье «Class-E RF Power Amplifiers», автор Nathan O. Sokal, опубликованной в журнале QEX, выходящем раз в два месяца, выпуск за январь/февраль 2001 г., стр. 9-20, Американской лиги радиолюбителей (ARRL), г. Ньюингтон, Коннектикут, США, и в документе WO 2015/177043 A1, выпущенном на имя компании Philip Morris Products S.A.

Хотя усилитель мощности класса E является предпочтительным для большинства систем в соответствии с настоящим изобретением, также возможно использование других архитектур схем, например, архитектур схем, содержащих усилитель мощности класса D, что также описано в документе WO 2015/177043 A1, выпущенном на имя компании Philip Morris Products S.A.

Токоприемный элемент может быть изготовлен из материала или сочетания материалов, обладающих температурой Кюри, близкой к желаемой температуре, до которой должен нагреваться токоприемный элемент. Как только температура токоприемного элемента превышает эту температуру Кюри, материал заменяет свои ферромагнитные свойства парамагнитными свойствами. Соответственно, рассеивание энергии в токоприемном элементе существенно уменьшено, поскольку потери на гистерезис материала, обладающего парамагнитными свойствами, значительно меньше потерь на гистерезис материала, обладающего ферромагнитными свойствами. Это уменьшенное рассеивание энергии в токоприемном элементе может быть обнаружено и, например, генерирование переменного тока преобразователем постоянного тока в переменный затем может быть прервано до тех пор, пока токоприемный элемент снова не остынет ниже температуры Кюри и не восстановит свои ферромагнитные свойства. Затем генерирование мощности переменного тока преобразователем постоянного тока в переменный может быть вновь возобновлено.

Другие конструкции картриджа, содержащие токоприемные элементы в соответствии с настоящим изобретением, могут быть теперь предложены специалистом в данной области техники. Например, картридж может не содержать мундштучную часть, а скорее устройство может содержать мундштучную часть. Мундштучная часть может быть любой необходимой формы. Кроме того, размещение катушки и токоприемника в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано в системах других типов, отличающихся от уже описанных, таких как увлажнители, освежители воздуха и другие системы, генерирующие аэрозоль, содержащие картриджи.

Представленные в качестве примера варианты осуществления, описанные выше, предназначены для описания, а не для ограничения. После ознакомления с представленными в качестве примера вариантами осуществления, рассмотренными выше, специалисту в данной области техники будут очевидны другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным представленным в качестве примера вариантам осуществления.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения картриджа для использования в системе, генерирующей аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль. Картридж содержит первое отделение, содержащее первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, причем первое отделение содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином, и второе отделение, содержащее второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, причем второе отделение содержит источник кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный кислотой. Одно из первого и второго отделений содержит пару сусцепторных элементов, расположенных в контакте с несущим материалом внутри отделения. Несущий материал расположен между парой сусцепторных элементов. Обеспечивается значительное сокращение времени, необходимое для повышения температуры источника никотина внутри отделения до желаемой температуры. Обеспечивается прямой проход для передачи тепла между источником никотина и нагревателем. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Картридж для применения в системе, генерирующей аэрозоль, при этом картридж содержит первое отделение, содержащее первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, причем первое отделение содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином, и второе отделение, содержащее второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, причем второе отделение содержит источник кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный кислотой, при этом одно из первого и второго отделений содержит пару сусцепторных элементов, расположенных в контакте с несущим материалом внутри отделения, и при этом несущий материал расположен между парой сусцепторных элементов.

2. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из сусцепторных элементов содержит полосу из фольги.

3. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из сусцепторных элементов содержит сетку.

4. Картридж по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере один из сусцепторных элементов содержит ферромагнитную нержавеющую сталь.

5. Картридж для применения в системе, генерирующей аэрозоль, при этом картридж содержит первое отделение, содержащее первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха, причем первое отделение содержит источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином, и второе отделение, содержащее второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха, причем второе отделение содержит источник кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный кислотой, при этом первое отделение содержит первый сусцепторный элемент в контакте с первым несущим материалом, и второе отделение содержит второй сусцепторный элемент в контакте со вторым несущим материалом.

6. Картридж по п. 5, отличающийся тем, что первый сусцептор содержит первую пару сусцепторных элементов, причем каждый из первой пары сусцепторных элементов находится в контакте с первым несущим материалом, а первый несущий материал расположен между первой парой сусцепторных элементов, и второй сусцептор содержит вторую пару сусцепторных элементов, причем каждый из второй пары сусцепторных элементов находится в контакте со вторым несущим материалом, а второй несущий материал расположен между второй парой сусцепторных элементов.

7. Картридж по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что по меньшей мере один из сусцепторных элементов содержит сетку.

8. Картридж по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что каждый из сусцепторных элементов содержит сетку.

9. Картридж по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что первое отделение и второе отделение расположены параллельно внутри картриджа.

10. Картридж по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно содержит третье отделение, сообщающееся по текучей среде с первым выпускным отверстием для воздуха первого отделения и вторым выпускным отверстием для воздуха второго отделения.

11. Картридж по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что кислота содержит молочную кислоту.

12. Картридж по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что первый несущий материал пропитан никотином и ароматизатором.

13. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж по любому из пп. 1-12, и устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее корпус, определяющий полость для размещения по меньшей мере части картриджа, и индукционный нагреватель, расположенный в полости устройства, генерирующего аэрозоль, или вокруг нее.

14. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 13, отличающаяся тем, что индукционный нагреватель содержит индукционную катушку, окружающую по меньшей мере часть полости устройства, генерирующего аэрозоль.