ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ, СОДЕРЖАЩИЙ ПОДАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/05 

Настоящее изобретение относится к генераторам аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом каждый генератор аэрозоля содержит распылитель на поверхностных акустических волнах и подающий элемент. Настоящее изобретение также относится к устройствам, генерирующим аэрозоль, содержащим генераторы аэрозоля.

В данной области техники известны системы, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, нагревается, а не сжигается. Обычно в таких системах, генерирующих аэрозоль, аэрозоль генерируется за счет передачи энергии от генератора аэрозоля устройства, генерирующего аэрозоль, к субстрату, образующему аэрозоль. Например, известные устройства, генерирующие аэрозоль, содержат нагреватель, выполненный с возможностью нагрева и испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Желательно обеспечить стабильный пользовательский опыт пользователю устройства, генерирующего аэрозоль. Однако известные устройства, генерирующие аэрозоль, могут не обеспечивать достаточное управление скоростью, с которой субстрат, образующий аэрозоль, подается на генератор аэрозоля, такой как нагреватель. Известное устройство, генерирующее аэрозоль, может также не обеспечивать достаточное управление скоростью, с которой генератор аэрозоля испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Оба эти недостатка известных устройств, генерирующих аэрозоль, могут привести к нестабильному пользовательскому опыту.

Желательно обеспечить генератор аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, который обеспечивает улучшенное управление скоростью, с которой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается на участок распыления генератора аэрозоля.

Желательно обеспечить генератор аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, который обеспечивает улучшенное управление скоростью, с которой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, распыляется с участка распыления генератора аэрозоля.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предусмотрен генератор аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом генератор аэрозоля содержит распылитель на поверхностных акустических волнах и подающий элемент. Распылитель на поверхностных акустических волнах содержит подложку, содержащую активную поверхность, определяющую по меньшей мере один участок распыления. Распылитель на поверхностных акустических волнах также содержит по меньшей мере один преобразователь, расположенный на активной поверхности подложки для генерирования поверхностных акустических волн на активной поверхности подложки. Подающий элемент выполнен с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере один участок распыления распылителя на поверхностных акустических волнах. Подающий элемент содержит канал, проходящий через подложку между впускным отверстием для приема подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и выпускным отверстием, расположенным в пределах по меньшей мере одного участка распыления активной поверхности подложки. Канал имеет по меньшей мере одно из площади поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию, и части, которая проходит в направлении, не перпендикулярном активной поверхности.

Термин «поверхностная акустическая волна» используется в данном документе для включения волн Рэлея, волн Лэмба и волн Лява.

В качестве преимущества распыление жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с использованием распылителя на поверхностных акустических волнах обеспечивает улучшенное управление процессом распыления в сравнении с другими известными генераторами аэрозоля, такими как электрические нагреватели. Другими словами, распылитель на поверхностных акустических волнах генераторов аэрозоля согласно настоящему изобретению обеспечивает надежные и постоянные количества распыленного жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

В качестве преимущества мощность, необходимая распылителю на поверхностных акустических волнах для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, меньше, чем мощность, необходимая для распыления того же количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с использованием известных генераторов аэрозоля, таких как электрические нагреватели.

В качестве преимущества канал подающего элемента генераторов аэрозоля согласно настоящему изобретению способствует улучшенному регулированию скорости, с которой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается на по меньшей мере один участок распыления распылителя на поверхностных акустических волнах. В частности, канал подающего элемента способствует улучшенному регулированию скорости потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с известными передающими элементами для жидкости, такими как капиллярные фитили. Например, один или более размеров канала могут быть выбраны для обеспечения желаемой объемной скорости потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через канал.

В качестве преимущества переменная площадь поперечного сечения канала может способствовать обеспечению как желаемой скорости потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через канал, так и по меньшей мере одного из желаемого размера и формы канала у выпускного отверстия, расположенного внутри по меньшей мере одного участка распыления. Желаемый размер или форма канала у выпускного отверстия могут быть выбраны для увеличения или оптимизации передачи энергии от поверхностных акустических волн, генерируемых распылителем на поверхностных акустических волнах, к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, на по меньшей мере одном участке распыления.

В качестве преимущества часть канала, которая проходит в направлении, не перпендикулярном активной поверхности, может обеспечивать повышенную механическую устойчивость подложки у выпускного отверстия.

По меньшей мере часть канала может иметь по существу линейную форму поперечного сечения. В вариантах осуществления, в которых канал имеет часть, проходящую в направлении, не перпендикулярном активной поверхности, предпочтительно по существу линейная часть канала проходит в направлении, не перпендикулярном активной поверхности. Предпочтительно по существу линейная часть канала наклонена в сторону по меньшей мере одного преобразователя.

В вариантах осуществления, в которых канал имеет площадь поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию, предпочтительно по меньшей мере часть канала имеет площадь поперечного сечения, которая увеличивается в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию. В качестве преимущества канал, имеющий увеличивающуюся площадь поперечного сечения в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию, может увеличивать или оптимизировать передачу энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, на по меньшей мере одном участке распыления. Предпочтительно по меньшей мере часть канала, имеющая площадь поперечного сечения, которая увеличивается в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию, находится рядом с выпускным отверстием.

Канал может иметь первую часть, определяющую минимальную площадь поперечного сечения канала для определения скорости потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через канал. Предпочтительно первая часть проходит от впускного отверстия. Канал может иметь вторую часть, имеющую площадь поперечного сечения отличную от площади поперечного сечения первой части. Предпочтительно вторая часть имеет большую площадь поперечного сечения, чем первая часть. Предпочтительно вторая часть проходит между первой частью и выпускным отверстием. Предпочтительно вторая часть имеет площадь поперечного сечения, которая увеличивается в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию.

По меньшей мере часть канала может иметь форму воронки, коническую форму или клиновидную форму. Предпочтительно по меньшей мере часть канала, имеющая форму воронки, коническую форму или клиновидную форму, находится вблизи выпускного отверстия.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере часть канала имеет форму воронки, форма воронки может иметь первую часть, имеющую по существу постоянную площадь поперечного сечения, проходящую от впускного отверстия, и вторую часть, проходящую между первой частью и выпускным отверстием, при этом вторая часть имеет площадь поперечного сечения, которая увеличивается в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию. Вторая часть может иметь коническую форму. Вторая часть может иметь усеченную коническую форму. Коническая форма второй части может быть прямосторонней конической формой. Коническая форма второй части может быть конической формой с изогнутыми сторонами.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере часть канала имеет коническую форму, коническая форма может быть усеченной конической формой. Усеченный конец конической формы может определять впускное отверстие. Коническая форма может быть прямосторонней конической формой. Коническая форма может быть конической формой с изогнутыми сторонами.

Предпочтительно по меньшей мере часть канала является изогнутой. В качестве преимущества изогнутая часть канала может способствовать передаче энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, на по меньшей мере одном участке распыления.

Предпочтительно по меньшей мере часть канала у выпускного отверстия изогнута для образования непрерывного перехода между каналом и активной поверхностью подложки.

Предпочтительно по меньшей мере часть канала у выпускного отверстия проходит по касательной относительно активной поверхности подложки. В качестве преимущества проходящая по касательной часть канала у выпускного отверстия может способствовать образованию тонкой пленки жидкого субстрата, образующего аэрозоль на по меньшей мере одном участке распыления на активной поверхности подложки. В качестве преимущества тонкая пленка жидкого субстрата, образующего аэрозоль, облегчает аэрозолизацию жидкого субстрата, образующего аэрозоль, поверхностными акустическими волнами, генерируемыми распылителем на поверхностных акустических волнах.

Выпускное отверстие может иметь первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне, при этом первая сторона расположена между второй стороной и по меньшей мере одним преобразователем. Канал может иметь первую выпускную часть на первой стороне выпускного отверстия и вторую выпускную часть на второй стороне выпускного отверстия, при этом первая выпускная часть проходит по касательной относительно активной поверхности, и при этом вторая выпускная часть проходит перпендикулярно относительно активной поверхности.

В качестве преимущества первая выпускная часть, проходящая по касательной к активной поверхности, может увеличивать или оптимизировать передачу энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, на по меньшей мере одном участке распыления.

В качестве преимущества первая выпускная часть, проходящая по касательной к активной поверхности, может способствовать образованию тонкой пленки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере одном участке распыления на активной поверхности подложки. В качестве преимущества тонкая пленка жидкого субстрата, образующего аэрозоль, облегчает аэрозолизацию жидкого субстрата, образующего аэрозоль, поверхностными акустическими волнами, генерируемыми распылителем на поверхностных акустических волнах.

В качестве преимущества вторая выпускная часть, проходящая перпендикулярно по отношению к активной поверхности, может функционировать в качестве отражателя для отражения поверхностных акустических волн в направлении по меньшей мере одного участка распыления. В качестве преимущества отражение поверхностных акустических волн в направлении по меньшей мере одного участка распыления может уменьшить или свести к минимуму требуемую потребляемую мощность для по меньшей мере одного преобразователя. Другими словами, использование отражателя для отражения поверхностных акустических волн в направлении по меньшей мере одного участка распыления может повысить эффективность распылителя на поверхностных акустических волнах.

Подложка может образовывать выемку на активной поверхности подложки. Предпочтительно выемка проходит между по меньшей мере одним преобразователем и выпускным отверстием. Предпочтительно как по меньшей мере один преобразователь, так и выпускное отверстие расположены внутри выемки. Подложка может иметь стенку, по меньшей мере частично ограничивающую выемку, при этом стенка проходит перпендикулярно по отношению к активной поверхности. Предпочтительно стенка расположена таким образом, чтобы отражать поверхностные акустические волны от по меньшей мере одного преобразователя в направлении выпускного отверстия.

Предпочтительно канал имеет минимальную площадь поперечного сечения. Термин «минимальная площадь поперечного сечения» используется в данном документе для обозначения самой узкой части канала. Минимальная площадь поперечного сечения канала по меньшей мере частично определяет скорость потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по каналу. Предпочтительно канал имеет минимальную площадь поперечного сечения по меньшей мере приблизительно 8 х 10^-3 квадратных миллиметров.

Подающий элемент может содержать единственный канал. Другими словами, канал может быть единственным каналом подающего элемента.

Подающий элемент может содержать множество каналов. Указанный канал может быть первым каналом, при этом подающий элемент содержит по меньшей мере один дополнительный канал, проходящий через подложку.

Впускное отверстие может быть первым впускным отверстием, а выпускное отверстие может быть первым выпускным отверстием, при этом подающий элемент содержит по меньшей мере одно дополнительное впускное отверстие для приема подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и по меньшей мере одно дополнительное выпускное отверстие, расположенное в пределах по меньшей мере одного участка распыления активной поверхности подложки. Предпочтительно каждый из по меньшей мере одного дополнительного канала проходит между одним из дополнительных впускных отверстий и одним из дополнительных выпускных отверстий. Предпочтительно каждый из по меньшей мере одного дополнительного канала имеет площадь поперечного сечения, которая изменяется в направлении от соответствующего дополнительного впускного отверстия к соответствующему дополнительному выпускному отверстию.

Каждый из по меньшей мере одного дополнительного канала может иметь любую из необязательных и предпочтительных функций, описанных в данном документе в отношении первого канала.

Каждый из каналов, впускного отверстия и выпускного отверстия могут быть образованы в подложке с использованием любого подходящего способа производства. Подходящие способы включают механическое сверление, механическое измельчение (например, абразивную обработку с использованием по меньшей мере одного из песка и воды), лазерную абляцию, лазерное сверление, травление (например, реактивное ионное травление) и их комбинации.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предусмотрен генератор аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом генератор аэрозоля содержит распылитель на поверхностных акустических волнах и подающий элемент. Распылитель на поверхностных акустических волнах содержит подложку, содержащую активную поверхность, определяющую по меньшей мере один участок распыления. Распылитель на поверхностных акустических волнах также содержит по меньшей мере один преобразователь, расположенный на активной поверхности подложки для генерирования поверхностных акустических волн на активной поверхности подложки. Подающий элемент выполнен с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере один участок распыления распылителя на поверхностных акустических волнах. Подающий элемент содержит множество взаимосвязанных каналов, проходящих через подложку между по меньшей мере одним впускным отверстием для приема подачи по меньшей мере одного жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и по меньшей мере одним выпускным отверстием, расположенным внутри по меньшей мере одного участка распыления активной поверхности подложки.

В качестве преимущества распыление жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с использованием распылителя на поверхностных акустических волнах обеспечивает улучшенное управление процессом распыления в сравнении с другими известными генераторами аэрозоля, такими как электрические нагреватели. Другими словами, распылитель на поверхностных акустических волнах генераторов аэрозоля согласно настоящему изобретению обеспечивает надежные и постоянные количества распыленного жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

В качестве преимущества мощность, необходимая распылителю на поверхностных акустических волнах для распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль, меньше, чем мощность, необходимая для распыления того же количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с использованием известных генераторов аэрозоля, таких как электрические нагреватели.

В качестве преимущества множество взаимосвязанных каналов подающего элемента генераторов аэрозоля согласно настоящему изобретению способствует улучшенному регулированию скорости, с которой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается на по меньшей мере один участок распыления распылителя на поверхностных акустических волнах. В частности, множество взаимосвязанных каналов подающего элемента способствует улучшенному регулированию скорости потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с известными передающими элементами для жидкости, такими как капиллярные фитили. Например, один или более размеров множества взаимосвязанных каналов могут быть выбраны для обеспечения желаемой объемной скорости потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через множество взаимосвязанных каналов.

В качестве преимущества множество взаимосвязанных каналов может облегчить подачу единственного жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к множеству выпускных отверстий в пределах по меньшей мере одного участка распыления.

В качестве преимущества множество соединенных между собой каналов может способствовать смешиванию двух или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, подающим элементом. В качестве преимущества смешивание двух или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, с помощью подающего элемента позволяет подавать смешанные жидкие субстраты, образующие аэрозоль, на по меньшей мере один участок распыления. В качестве преимущества смешивание двух или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, подающим элементом облегчает раздельное хранение двух или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, и смешивание двух или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, только во время использования.

По меньшей мере одно впускное отверстие может включать единственное впускное отверстие, а по меньшей мере одно выпускное отверстие может включать множество выпускных отверстий, при этом множество взаимосвязанных каналов обеспечивает сообщение по текучей среде между впускным отверстием и каждым из множества выпускных отверстий. В качестве преимущества единственное впускное отверстие и множество выпускных отверстий могут способствовать подаче единственного жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во множество мест в пределах по меньшей мере одного участка распыления. В качестве преимущества множество выпускных отверстий может способствовать однородному распределению жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере одном участке распыления.

Множество выпускных отверстий может включать по меньшей мере два выпускных отверстия, по меньшей мере три выпускных отверстия, по меньшей мере четыре выпускных отверстия или по меньшей мере пять выпускных отверстий.

Множество выпускных отверстий может включать 20 выпускных отверстий или меньше, 18 выпускных отверстий или меньше, 16 выпускных отверстий или меньше, 14 выпускных отверстий или меньше, двенадцать выпускных отверстий или меньше или десять выпускных отверстий или меньше.

Множество выпускных отверстий может быть расположено на по меньшей мере одном участке распыления с любым подходящим расположением.

Множество выпускных отверстий может быть расположено случайным образом в пределах по меньшей мере одного участка распыления.

Множество выпускных отверстий может быть расположено по определенной схеме в пределах по меньшей мере одного участка распыления. Множество выпускных отверстий может быть расположено симметрично в пределах по меньшей мере одного участка распыления. Множество выпускных отверстий может быть расположено в виде одной или более линий. Множество выпускных отверстий может быть расположено в виде по меньшей мере одного из следующего: в виде сетки, спирали и одного или более концентрических кругов.

По меньшей мере одно выпускное отверстие может включать единственное выпускное отверстие, а по меньшей мере одно впускное отверстие может включать множество впускных отверстий, при этом множество взаимосвязанных каналов обеспечивает сообщение по текучей среде между выпускным отверстием и каждым из множества впускных отверстий. В качестве преимущества единственное выпускное отверстие и множество впускных отверстий могут способствовать смешиванию двух или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, с помощью множества взаимосвязанных каналов.

Множество впускных отверстий может включать по меньшей мере два впускных отверстия, по меньшей мере три впускных отверстия, по меньшей мере четыре впускных отверстия или по меньшей мере пять впускных отверстий.

Множество впускных отверстий может включать 20 впускных отверстий или меньше, 18 впускных отверстий или меньше, 16 впускных отверстий или меньше, 14 впускных отверстий или меньше, двенадцать впускных отверстий или меньше или десять впускных отверстий или меньше.

Множество впускных отверстий может быть расположено на поверхности подложки с любым подходящим расположением.

Множество впускных отверстий может быть расположено случайным образом на поверхности подложки.

Множество впускных отверстий может быть расположено по определенной схеме на поверхности подложки. Множество впускных отверстий может быть расположено симметрично на поверхности подложки. Множество впускных отверстий может быть расположено в виде одной или более линий. Множество впускных отверстий может быть расположено в виде по меньшей мере одного из следующего: в виде сетки, спирали и одного или более концентрических кругов.

Предпочтительно каждый из по меньшей мере одного впускного отверстия имеет площадь поперечного сечения по меньшей мере приблизительно 8 х 10^-3 квадратных миллиметров.

Каждый из по меньшей мере одного впускного отверстия, по меньшей мере одного выпускного отверстия и множества взаимосвязанных каналов может быть образован в подложке с использованием любого подходящего способа производства. Подходящие способы включают механическое сверление, механическое измельчение, лазерную абляцию, лазерное сверление, травление (например, реактивное ионное травление) и их комбинации.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предусмотрен генератор аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом генератор аэрозоля содержит распылитель на поверхностных акустических волнах и подающий элемент. Распылитель на поверхностных акустических волнах содержит подложку, содержащую активную поверхность, определяющую по меньшей мере один участок распыления. Распылитель на поверхностных акустических волнах также содержит по меньшей мере один преобразователь, расположенный на активной поверхности подложки для генерирования поверхностных акустических волн на активной поверхности подложки. Подающий элемент выполнен с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере один участок распыления распылителя на поверхностных акустических волнах. Подающий элемент содержит по меньшей мере один канал, проходящий через подложку между по меньшей мере одним впускным отверстием для приема подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и по меньшей мере одним выпускным отверстием, расположенным внутри по меньшей мере одного участка распыления активной поверхности подложки. Подложка представляет собой слоистый материал, содержащий множество слоев материала подложки. По меньшей мере один из слоев материала подложки определяет по меньшей мере одно выпускное отверстие, по меньшей мере один из слоев материала подложки определяет по меньшей мере одно впускное отверстие, и по меньшей мере один из слоев материала подложки определяет по меньшей мере один канал.

В качестве преимущества формирование подложки из множества слоев материала подложки, определяющих по меньшей мере одно впускное отверстие, по меньшей мере одно выпускное отверстие и по меньшей мере один канал, может облегчить формирование канала, имеющего нелинейную форму.

Предпочтительно по меньшей мере два слоя материала подложки образуют по меньшей мере один канал. В качестве преимущества определение по меньшей мере одного канала множеством слоев материала подложки может дополнительно облегчить формирование канала, имеющего нелинейную форму. Предпочтительно по меньшей мере два слоя материала подложки включают первый слой материала подложки, определяющий первую часть по меньшей мере одного канала, и второй слой материала подложки, определяющий вторую часть по меньшей мере одного канала.

Множество слоев материала подложки могут быть скреплены вместе по меньшей мере одним из следующих способов: пайкой, зажиманием и одним или более клейкими материалами.

Генератор аэрозоля в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения может быть генератором аэрозоля в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения или вторым аспектом настоящего изобретения.

Следующие предпочтительные и необязательные признаки генератора аэрозоля могут быть применены к генераторам аэрозоля в соответствии с первым, вторым и третьим аспектами настоящего изобретения.

По меньшей мере один преобразователь может включать встречно-штыревой преобразователь, содержащий множество электродов. Предпочтительно множество электродов по существу являются параллельными друг другу. Предпочтительно встречно-штыревой преобразователь содержит первую решетку электродов и вторую решетку электродов, расположенную с чередованием с первой решеткой электродов. Предпочтительно первая решетка электродов по существу является параллельной второй решетке электродов.

Преобразователь может быть выполнен с возможностью генерирования поверхностных акустических волн, имеющих по существу линейный волновой фронт. В вариантах осуществления, в которых преобразователь представляет собой встречно-штыревой преобразователь, содержащий множество электродов, каждый электрод может быть по существу линейным.

Преобразователь может быть выполнен с возможностью генерирования поверхностных акустических волн, имеющих по существу изогнутый волновой фронт. В вариантах осуществления, в которых преобразователь представляет собой встречно-штыревой преобразователь, содержащий множество электродов, каждый электрод может быть изогнутым. Преобразователь может быть выполнен с возможностью генерирования поверхностных акустических волн, имеющих выпуклый волновой фронт. Предпочтительно преобразователь может быть выполнен с возможностью генерирования поверхностных акустических волн, имеющих вогнутый волновой фронт. Преимущественно вогнутый волновой фронт может обеспечивать эффект фокусировки. Другими словами, вогнутый волновой фронт может фокусировать генерируемые поверхностные акустические волны в направлении участка распыления, меньшего, чем преобразователь. Преимущественно фокусировка генерируемых поверхностных акустических волн может увеличить скорость, с которой энергия доставляется к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, на участке распыления.

По меньшей мере один преобразователь может представлять собой единственный преобразователь. По меньшей мере один преобразователь может представлять собой множество преобразователей. В вариантах осуществления, в которых распылитель на поверхностных акустических волнах содержит множество преобразователей, предпочтительно каждый преобразователь расположен на активной поверхности подложки так, что поверхностные акустические волны, генерируемые преобразователем, распространяются к по меньшей мере одному участку распыления.

Распылитель на поверхностных акустических волнах может содержать по меньшей мере один отражатель. Предпочтительно по меньшей мере один отражатель расположен на активной поверхности подложки. Предпочтительно по меньшей мере один отражатель выполнен с возможностью отражения поверхностных акустических волн от по меньшей мере одного преобразователя в направлении по меньшей мере одного участка распыления. В качестве преимущества отражатель, выполненный с возможностью отражения поверхностных акустических волн в направлении по меньшей мере одного участка распыления, может увеличивать или максимизировать эффективность распылителя на поверхностных акустических волнах.

По меньшей мере один отражатель может содержать один или более электродов.

По меньшей мере один отражатель может содержать одну или более металлических частей, расположенных на активной поверхности подложки. Каждая металлическая часть может иметь линейную форму. Каждая металлическая часть может иметь изогнутую форму. По меньшей мере один отражатель может содержать множество металлических частей. Множество металлических частей могут быть расположены по определенной схеме на активной поверхности подложки. Предпочтительно каждая металлическая часть по существу является параллельной смежным металлическим частям, образуя по меньшей мере один отражатель.

Часть подложки может образовывать по меньшей мере часть по меньшей мере одного отражателя. Подложка может определять по меньшей мере один выступ, при этом по меньшей мере один выступ образует по меньшей мере часть отражателя. Подложка может определять по меньшей мере одну выемку, при этом по меньшей мере одна выемка образует по меньшей мере часть отражателя.

По меньшей мере один участок распыления может быть расположен между по меньшей мере одним преобразователем и по меньшей мере одним отражателем.

По меньшей мере один отражатель может представлять собой единственный отражатель. По меньшей мере один отражатель может представлять собой множество отражателей.

В вариантах осуществления, в которых распылитель на поверхностных акустических волнах содержит множество преобразователей, по меньшей мере один отражатель может представлять собой множество отражателей. Каждый из преобразователей может быть расположен напротив одного из отражателей так, что по меньшей мере один участок распыления располагается между преобразователем и соответствующим отражателем.

Подложка образована из материала подложки. Подложка может представлять собой пьезоэлектрический материал. Материал подложки может содержать монокристаллический материал. Материал подложки может содержать поликристаллический материал. Материал подложки может содержать по меньшей мере одно из кварца, керамики, титаната бария (BaTiO₃) и ниобата лития (LiNbO₃). Керамика может содержать цирконат-титанат свинца (PZT). Керамика может содержать легирующие материалы, такие как ионы Ni, Bi, La, Nd или Nb. Материал подложки может быть поляризованным. Материал подложки может быть неполяризованным. Материал подложки может содержать как поляризованные, так и неполяризованные материалы.

Подложка может иметь поверхностную обработку. Поверхностная обработка может быть нанесена на активную поверхность подложки. Поверхностная обработка может включать покрытие. Покрытие может содержать гидрофобный материал. Покрытие может содержать гидрофильный материал. Покрытие может содержать олеофобный материал. Покрытие может содержать олеофильный материал.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предусмотрено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее генератор аэрозоля в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, вторым аспектом настоящего изобретения или третьим аспектом настоящего изобретения. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит контроллер для управления по меньшей мере одним преобразователем, блок питания и по меньшей мере одну часть для хранения жидкости для приема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом подающий элемент выполнен с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из по меньшей мере одной части для хранения жидкости на по меньшей мере один участок распыления.

По меньшей мере одна часть для хранения жидкости может быть многоразовой. Другими словами, по меньшей мере одна часть для хранения жидкости может быть повторно заправлена пользователем для пополнения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в по меньшей мере одной части для хранения жидкости. По меньшей мере одна часть для хранения жидкости может иметь отверстие для заправки для введения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в часть для хранения жидкости. По меньшей мере одна часть для хранения жидкости может содержать заправочный клапан между отверстием для заправки и по меньшей мере одной частью для хранения жидкости. В качестве преимущества заправочный клапан может позволять жидкому субстрату, образующему аэрозоль, проходить через отверстие для заправки в по меньшей мере одну часть для хранения жидкости. В качестве преимущества заправочный клапан может предотвращать вытекание жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из по меньшей мере одной части для хранения жидкости через отверстие для заправки.

По меньшей мере одна часть для хранения жидкости может быть заменяемой. По меньшей мере одна часть для хранения жидкости может быть съемной с устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать картридж, при этом картридж является съемным с устройства, генерирующего аэрозоль, и при этом картридж содержит по меньшей мере одну часть для хранения жидкости.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащийся внутри по меньшей мере одной части для хранения жидкости.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Вещества для образования аэрозоля могут представлять собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может содержать глицерин. Вещество для образования аэрозоля может содержать пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может иметь концентрацию никотина от приблизительно 0,1% до приблизительно 10%.

В вариантах осуществления, в которых впускное отверстие подающего элемента включает множество впускных отверстий, по меньшей мере одна часть для хранения жидкости может иметь первую часть для хранения жидкости и вторую часть для хранения жидкости. Первая часть для хранения жидкости предназначена для приема первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом первая часть для хранения жидкости находится в сообщении по текучей среде с первым впускным отверстием из множества впускных отверстий. Вторая часть для хранения жидкости предназначена для приема второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом вторая часть для хранения жидкости находится в сообщении по текучей среде со вторым впускным отверстием из множества впускных отверстий.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать элемент управления потоком, выполненный с возможностью управления скоростью потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из по меньшей мере одной части для хранения жидкости в канал подающего элемента.

Элемент управления потоком может содержать по меньшей мере один пассивный элемент. По меньшей мере один пассивный элемент может содержать по меньшей мере одно из капиллярной трубки и капиллярного фитиля.

Элемент управления потоком может содержать по меньшей мере один активный элемент. По меньшей мере один активный элемент может содержать по меньшей мере одно из микронасоса, шприцевого насоса, поршневого насоса и электроосмотического насоса. Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью подачи управляющего сигнала на по меньшей мере один активный элемент для управления скоростью потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из по меньшей мере одной части для хранения жидкости в канал подающего элемента.

Контроллер может содержать электрическую схему, подключенную к блоку питания и по меньшей мере одному преобразователю. Электрическая схема может содержать микропроцессор. Микропроцессор 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 питания от блока питания на по меньшей мере один преобразователь. Контроллер может быть выполнен с возможностью непрерывной подачи питания на по меньшей мере один преобразователь после активации устройства, генерирующего аэрозоль. Контроллер может быть выполнен с возможностью прерывистой подачи питания на по меньшей мере один преобразователь. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи питания на по меньшей мере один преобразователь от затяжки к затяжке.

Предпочтительно контроллер и блок питания выполнены с возможностью подачи переменного напряжения на по меньшей мере один преобразователь. Предпочтительно переменное напряжение представляет собой радиочастотное переменное напряжение. Предпочтительно переменное напряжение имеет частоту по меньшей мере приблизительно 20 мегагерц. Предпочтительно переменное напряжение имеет частоту от приблизительно 20 мегагерц до приблизительно 100 мегагерц, более предпочтительно от приблизительно 20 мегагерц до приблизительно 80 мегагерц. В качестве преимущества переменное напряжение в этих диапазонах может обеспечивать по меньшей мере одно из необходимой скорости генерирования аэрозоля и желаемого размера капель.

Блок питания может представлять собой блок питания любого подходящего типа. Блок питания может представлять собой блок питания постоянного тока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления блок питания представляет собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Блок питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может требовать перезарядки. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля 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 достаточную емкость для обеспечения возможности предварительно заданного количества использований устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления блок питания представляет собой блок питания постоянного тока, имеющий напряжение питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 вольта до приблизительно 4,5 вольта и силу тока питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 1 ампера до приблизительно 10 ампер (что соответствует мощности блока питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 ватта до приблизительно 45 ватт).

Устройство, генерирующее аэрозоль, преимущественно может содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса C, класса D или класса E. Преобразователь постоянного тока в переменный может быть расположен между блоком питания и по меньшей мере одним преобразователем.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать конвертер постоянного тока между блоком питания и преобразователем постоянного тока в переменный.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус устройства. Корпус устройства может быть продолговатым. Корпус устройства 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.

Корпус устройства может определять впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть приспособлено для обеспечения поступления окружающего воздуха в корпус устройства. Впускное отверстие для воздуха может находиться в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним участком распыления генератора аэрозоля. Устройство может иметь любое подходящее количество впускных отверстий для воздуха. Устройство может иметь множество впускных отверстий для воздуха.

Корпус устройства может иметь выпускное отверстие для воздуха. Выпускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения выхода воздуха из корпуса устройства для доставки пользователю. Выпускное отверстие для воздуха может находиться в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним участком распыления генератора аэрозоля. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук. Мундштук может иметь выпускное отверстие для воздуха. Устройство может иметь любое подходящее количество выпускных отверстий для воздуха. Устройство может иметь множество выпускных отверстий для воздуха.

Настоящее изобретение далее будет описано только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан вид сверху генератора аэрозоля в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе генератора аэрозоля, показанного на фиг. 1, сделанного вдоль линии 1-1;

на фиг. 3 показан вид в перспективе канала генератора аэрозоля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 показан вид сверху генератора аэрозоля в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 5 показан вид в поперечном разрезе генератора аэрозоля, показанного на фиг. 4, сделанного вдоль линии 4-4;

на фиг. 6 показан вид в перспективе канала генератора аэрозоля, показанного на фиг. 4;

на фиг. 7 показан вид сверху генератора аэрозоля в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 показан вид в поперечном разрезе генератора аэрозоля, показанного на фиг. 7, сделанного вдоль линии 7-7;

на фиг. 9 показан вид в перспективе канала генератора аэрозоля, показанного на фиг. 7;

на фиг. 10 показан первый вариант генератора аэрозоля, показанного на фиг. 8;

на фиг. 11 показан второй вариант генератора аэрозоля, показанного на фиг. 8;

на фиг. 12 показан вид сверху генератора аэрозоля в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 13 показан вид в поперечном разрезе генератора аэрозоля, показанного на фиг. 12, сделанного вдоль линии 10-10;

на фиг. 14 показан вид в перспективе генератора аэрозоля, показанного на фиг. 12;

на фиг. 15 показан вид сверху генератора аэрозоля в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 16 показан вид в поперечном разрезе генератора аэрозоля, показанного на фиг. 15, сделанного вдоль линии 13-13;

на фиг. 17 показан развернутый вид в перспективе подложки генератора аэрозоля, показанного на фиг. 15;

на фиг. 18 показан вид в поперечном разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, содержащего генератор аэрозоля, показанный на фиг. 15;

на фиг. 19 показан вид в поперечном разрезе генератора аэрозоля в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 20 показан развернутый вид в перспективе подложки генератора аэрозоля, показанного на фиг. 19; и

на фиг. 21 показан вид в поперечном разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, содержащего генератор аэрозоля, показанный на фиг. 19.

На фиг. 1 и 2 показан генератор 100 аэрозоля в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Генератор 100 аэрозоля содержит распылитель 102 на поверхностных акустических волнах и подающий элемент 104 для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в распылитель 102 на поверхностных акустических волнах.

Распылитель 102 на поверхностных акустических волнах содержит подложку 106, содержащую лист пьезоэлектрического материала, и преобразователь 108, расположенный на активной поверхности 110 подложки 106. Преобразователь 108 содержит первую решетку электродов 112 и вторую решетку электродов 114, чередующихся с первой решеткой электродов 112. Первая и вторая решетки электродов 112, 114 изогнуты и параллельны друг другу. Во время использования преобразователь 108 генерирует поверхностные акустические волны на активной поверхности 110 подложки 106. Изогнутая форма первой и второй решетки электродов 112, 114 приводит к появлению поверхностных акустических волн, имеющих вогнутый волновой фронт, сфокусированный в направлении участка 116 распыления на активной поверхности 110 подложки 106.

Подающий элемент 104 содержит канал 118, проходящий через подложку 106 между впускным отверстием 120 на пассивной поверхности 122 подложки 106 и выпускным отверстием 124 на активной поверхности 110 подложки 106. Выпускное отверстие 124 расположено внутри участка 116 распыления. Во время использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается через канал 118 на участок 116 распыления, где он распыляется поверхностными акустическими волнами, генерируемыми преобразователем 108.

Как показано на фиг. 3, на которой показан вид в перспективе канала 118, канал 118 имеет площадь поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия 120 к выпускному отверстию 124. В частности, канал 118 имеет форму воронки, так что площадь поперечного сечения канала 118 увеличивается в направлении от впускного отверстия 120 к выпускному отверстию 124. Меньшая площадь поперечного сечения канала 118 во впускном отверстии 120 облегчает регулирование скорости вхождения потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в канал 118. Площадь большего размера поперечного сечения канала 118 у выпускного отверстия 124 обеспечивает площадь большего размера поверхности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на участке 116 распыления для облегчения распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Изогнутый переход во впускном отверстии 120 между активной поверхностью 110 и каналом 118 облегчает передачу энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль.

На фиг. 4 и 5 показан генератор 200 аэрозоля в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Генератор 200 аэрозоля содержит распылитель 202 на поверхностных акустических волнах и подающий элемент 204 для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в распылитель 202 на поверхностных акустических волнах.

Распылитель 202 на поверхностных акустических волнах содержит подложку 206, содержащую лист пьезоэлектрического материала, и преобразователь 208, расположенный на активной поверхности 210 подложки 206. Преобразователь 208 содержит первую решетку электродов 212 и вторую решетку электродов 214, чередующихся с первой решеткой электродов 212. Первая и вторая решетки электродов 212, 214 линейны и параллельны друг другу. Во время использования преобразователь 208 генерирует поверхностные акустические волны на активной поверхности 210 подложки 206. Линейная форма первой и второй решетки электродов 212, 214 приводит к появлению поверхностных акустических волн, имеющих линейный волновой фронт, направленный к участку 216 распыления на активной поверхности 210 подложки 206.

Подающий элемент 204 содержит канал 218, проходящий через подложку 206 между впускным отверстием 220 на пассивной поверхности 222 подложки 206 и выпускным отверстием 224 на активной поверхности 210 подложки 206. Выпускное отверстие 224 расположено внутри участка 216 распыления. Во время использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается через канал 218 на участок 216 распыления, где он распыляется поверхностными акустическими волнами, генерируемыми преобразователем 208.

Как показано на фиг. 6, на которой показан вид в перспективе канала 218, канал 218 имеет площадь поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия 220 к выпускному отверстию 224. В частности, канал 218 имеет клиновидную форму, так что площадь поперечного сечения канала 218 увеличивается в направлении от впускного отверстия 220 к выпускному отверстию 224. Меньшая площадь поперечного сечения канала 218 во впускном отверстии 220 облегчает регулирование скорости вхождения потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в канал 218. Площадь большего размера поперечного сечения канала 218 у выпускного отверстия 224 обеспечивает площадь большего размера поверхности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на участке 216 распыления для облегчения распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

На фиг. 7 и 8 показан генератор 300 аэрозоля в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Генератор 300 аэрозоля содержит распылитель 302 на поверхностных акустических волнах и подающий элемент 304 для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в распылитель 302 на поверхностных акустических волнах.

Распылитель 302 на поверхностных акустических волнах содержит подложку 306, содержащую лист пьезоэлектрического материала, и преобразователь 308, расположенный на активной поверхности 310 подложки 306. Преобразователь 308 содержит первую решетку электродов 312 и вторую решетку электродов 314, чередующихся с первой решеткой электродов 312. Первая и вторая решетки электродов 312, 314 линейны и параллельны друг другу. Во время использования преобразователь 308 генерирует поверхностные акустические волны на активной поверхности 310 подложки 306. Линейная форма первой и второй решетки электродов 312, 314 приводит к появлению поверхностных акустических волн, имеющих линейный волновой фронт, направленный к участку 316 распыления на активной поверхности 310 подложки 306.

Распылитель 302 на поверхностных акустических волнах также содержит отражатель 330, расположенный на активной поверхности 310 подложки 306 так, что участок 316 распыления расположен между преобразователем 308 и отражателем 330. Отражатель 330 содержит решетку электродов 332 отражателя, каждый из которых имеет линейную форму и расположен параллельно друг другу, а также первой и второй решеткам 312, 314 электродов преобразователя 308. Во время использования некоторые из поверхностных акустических волн, генерируемых преобразователем 308, могут полностью проходить через участок 316 распыления. Отражатель 330 функционирует для отражения любых передаваемых поверхностных акустических волн обратно в направлении участка 316 распыления.

Подающий элемент 304 содержит канал 318, проходящий через подложку 306 между впускным отверстием 320 на пассивной поверхности 322 подложки 306 и выпускным отверстием 324 на активной поверхности 310 подложки 306. Выпускное отверстие 324 расположено внутри участка 316 распыления. Во время использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается через канал 318 на участок 316 распыления, где он распыляется поверхностными акустическими волнами, генерируемыми преобразователем 308.

Как показано на фиг. 9, на которой показан вид в перспективе канала 318, канал 318 имеет площадь поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия 320 к выпускному отверстию 324. В частности, канал 318 имеет изогнутую клиновидную форму, так что площадь поперечного сечения канала 318 увеличивается в направлении от впускного отверстия 320 к выпускному отверстию 324. Меньшая площадь поперечного сечения канала 318 во впускном отверстии 320 облегчает регулирование скорости вхождения потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в канал 318. Площадь большего размера поперечного сечения канала 318 у выпускного отверстия 324 обеспечивает площадь большего размера поверхности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на участке 316 распыления для облегчения распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Изогнутый переход во впускном отверстии 320 между активной поверхностью 310 и каналом 318 на стороне канала 318, ближайшей к преобразователю 308, облегчает передачу энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль.

На фиг. 10 показан первый вариант генератора 300 аэрозоля, показанного на фиг. 7 и 8. В первом варианте, показанном на фиг. 10, канал 318 имеет форму поперечного сечения, которая уменьшается в направлении от впускного отверстия 320 к выпускному отверстию 324.

На фиг. 11 показан второй вариант генератора 300 аэрозоля, показанного на фиг. 7 и 8. Во втором варианте, показанном на фиг. 11, канал 318 проходит в направлении, не перпендикулярном активной поверхности 310. В частности, канал 318 имеет по существу линейную форму поперечного сечения и наклонен к преобразователю 308. В качестве преимущества наклон канала 318 к преобразователю 308 облегчает передачу энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, и повышает механическую устойчивость подложки 306 у выпускного отверстия 324.

На фиг. 12, 13 и 14 показан генератор 400 аэрозоля в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения. Генератор 400 аэрозоля содержит распылитель 402 на поверхностных акустических волнах и подающий элемент 404 для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в распылитель 402 на поверхностных акустических волнах.

Распылитель 402 на поверхностных акустических волнах содержит подложку 406, содержащую лист пьезоэлектрического материала, и преобразователь 408. Подложка 406 содержит множество стенок 442, образующих выемку 440 на поверхности подложки 406. Преобразователь 408 расположен на активной поверхности 410 подложки 406 внутри выемки 440.

Преобразователь 408 содержит первую решетку электродов 412 и вторую решетку электродов 414, чередующихся с первой решеткой электродов 412. Первая и вторая решетки электродов 412, 414 линейны и параллельны друг другу. Во время использования преобразователь 408 генерирует поверхностные акустические волны на активной поверхности 410 подложки 406. Линейная форма первой и второй решетки электродов 412, 414 приводит к появлению поверхностных акустических волн, имеющих линейный волновой фронт, направленный к участку 416 распыления на активной поверхности 410 подложки 406.

Подающий элемент 404 содержит канал 418, проходящий через подложку 406 между впускным отверстием 420 на пассивной поверхности 422 подложки 406 и выпускным отверстием 424 на активной поверхности 410 подложки 406. Выпускное отверстие 424 расположено внутри выемки 440 и участка 416 распыления. Во время использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается через канал 418 на участок 416 распыления, где он распыляется поверхностными акустическими волнами, генерируемыми преобразователем 408.

Как показано на фиг. 9, на которой показан вид в перспективе генератора 400 аэрозоля, канал 418 имеет площадь поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия 420 к выпускному отверстию 424. В частности, канал 418 имеет изогнутую клиновидную форму, так что площадь поперечного сечения канала 418 увеличивается в направлении от впускного отверстия 420 к выпускному отверстию 424. Меньшая площадь поперечного сечения канала 418 во впускном отверстии 420 облегчает регулирование скорости вхождения потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в канал 418. Площадь большего размера поперечного сечения канала 418 у выпускного отверстия 424 обеспечивает площадь большего размера поверхности жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на участке 416 распыления для облегчения распыления жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Изогнутый переход во впускном отверстии 420 между активной поверхностью 410 и каналом 418 на стороне канала 418, ближайшей к преобразователю 408, облегчает передачу энергии от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль.

Множество стенок 442, образующих выемку 440, содержит пару расположенных под углом стенок 444, выполненных с возможностью отражения поверхностных акустических волн, генерируемых преобразователем 408, в направлении участка 416 распыления. Множество стенок 442 также содержит заднюю стенку 446, выполненную с возможностью отражения любых поверхностных акустических волн, распространяющихся от преобразователя 408 в направлении от участка 416 распыления, обратно к участку 416 распыления. Множество стенок 442 также содержит переднюю стенку 448, которая частично ограничивает впускное отверстие 424 и также выполнена с возможностью отражения любых поверхностных акустических волн, которые полностью проходят через участок 416 распыления, обратно в участок 416 распыления. В качестве преимущества стенки 444, 446 и 448 увеличивают или максимизируют энергию, передаваемую от поверхностных акустических волн к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, на участке 416 распыления.

На фиг. 15 и 16 показан генератор 500 аэрозоля в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Генератор 500 аэрозоля содержит распылитель 502 на поверхностных акустических волнах и подающий элемент 504 для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в распылитель 502 на поверхностных акустических волнах.

Распылитель 502 на поверхностных акустических волнах содержит подложку 506, содержащую лист пьезоэлектрического материала, первый преобразователь 508 и второй преобразователь 509. Первый и второй преобразователи 508, 509 расположены на активной поверхности 510 подложки 506.

Каждый из первого и второго преобразователей 508, 509 содержит первую и вторую решетки электродов, как описано в отношении преобразователя 108 на фиг. 1. Первая и вторая решетки электродов каждого из первого и второго преобразователей 508, 509 изогнуты и параллельны друг другу. Во время использования каждый из первого и второго преобразователей 508, 509 генерирует поверхностные акустические волны на активной поверхности 510 подложки 506. Изогнутая форма первой и второй решетки электродов первого преобразователя 508 приводит к появлению поверхностных акустических волн, имеющих вогнутый волновой фронт, сфокусированный в направлении первого участка 516 распыления на активной поверхности 510 подложки 506. Изогнутая форма первой и второй решетки электродов второго преобразователя 509 приводит к появлению поверхностных акустических волн, имеющих вогнутый волновой фронт, сфокусированный в направлении второго участка 517 распыления на активной поверхности 510 подложки 506.

Подающий элемент 504 содержит множество взаимосвязанных каналов, проходящих через подложку 506 между впускным отверстием 520 на пассивной поверхности 522 подложки 506 и первым и вторым выпускными отверстиями 524, 525 на активной поверхности 510 подложки 506. Первое выпускное отверстие 524 расположено внутри первого участка 516 распыления, а второе выпускное отверстие 525 расположено внутри второго участка 517 распыления.

Множество взаимосвязанных каналов содержит впускной канал 523, поперечный канал 521, первый выпускной канал 518 и второй выпускной канал 519. Впускной канал 523 проходит от впускного отверстия 520. Поперечный канал 521 находится в сообщении по текучей среде с впускным каналом 523. Первый выпускной канал 518 проходит между первым концом поперечного канала 521 и первым выпускным отверстием 524. Второй выпускной канал 519 проходит между вторым концом поперечного канала 521 и вторым выпускным отверстием 525. Во время использования жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается через множество взаимосвязанных каналов на первый участок 516 распыления и второй участок 517 распыления, где он распыляется поверхностными акустическими волнами, генерируемыми первым преобразователем 508 и вторым преобразователем 509.

Как показано на фиг. 17, на которой показан развернутый вид в перспективе подложки 506, подложка 506 сформирована из множества слоев материала подложки для облегчения формирования множества взаимосвязанных каналов. В частности, подложка 506 содержит первый, второй и третий слои 550, 552, 554 материала подложки. Первый слой 550 материала подложки определяет первый и второй выпускные каналы 518, 519. Второй слой 552 материала подложки определяет поперечный канал 521. Третий слой 554 материала подложки определяет впускной канал 523. Первый, второй и третий слои 550, 522, 524 материала подложки сцепляются, образуя подложку 506.

На фиг. 18 показан вид в поперечном разрезе устройства 600, генерирующего аэрозоль, содержащего генератор 500 аэрозоля. Устройство 600, генерирующее аэрозоль, также содержит часть 602 для хранения жидкости, содержащую жидкий субстрат 604, образующий аэрозоль, и элемент 606 управления потоком, содержащий микронасос. Микронасос предназначен для подачи жидкого субстрата 604, образующего аэрозоль, из части 602 для хранения жидкости во впускное отверстие 520 генератора 500 аэрозоля.

Устройство 600, генерирующее аэрозоль, также содержит блок 608 питания, содержащий перезаряжаемую батарею, и контроллер 610. Контроллер 610 выполнен с возможностью подачи управляющих сигналов на элемент 606 управления потоком для управления скоростью потока жидкого субстрата 604, образующего аэрозоль, проходящего из части 602 для хранения жидкости во впускное отверстие 520 генератора 500 аэрозоля. Контроллер 610 также выполнен с возможностью подачи электрического тока от блока 608 питания к генератору 500 аэрозоля для приведения в действие первого и второго преобразователей 508, 509.

Устройство 600, генерирующее аэрозоль, также содержит корпус 612, в котором размещены генератор 500 аэрозоля, часть 602 для хранения жидкости, элемент 606 управления потоком, блок 608 питания и контроллер 610. Корпус 612 образует впускное отверстие 614 для воздуха, мундштук 616 и выпускное отверстие 618 для воздуха. Во время использования пользователь осуществляет затяжку через мундштук 616, чтобы втянуть воздух через корпус 612 от впускного отверстия 614 для воздуха к выпускному отверстию 618 для воздуха. Аэрозоль, генерируемый генератором 500 аэрозоля, захватывается воздушным потоком, проходящим через корпус 612, для доставки пользователю.

На фиг. 19 показан вид в поперечном разрезе генератора 700 аэрозоля в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения. Генератор 700 аэрозоля содержит распылитель 702 на поверхностных акустических волнах и подающий элемент 704 для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в распылитель 702 на поверхностных акустических волнах.

Распылитель 702 на поверхностных акустических волнах содержит подложку 706, содержащую лист пьезоэлектрического материала, и преобразователь 708, расположенный на активной поверхности 710 подложки 706. Преобразователь 708 идентичен преобразователю 108, описанному на фиг. 1.

Подающий элемент 704 содержит множество взаимосвязанных каналов, проходящих через подложку 706 между первым впускным отверстием и вторым впускными отверстиями 720, 721 на пассивной поверхности 722 подложки 706 и выпускным отверстием 724 на активной поверхности 710 подложки 706.

Множество взаимосвязанных каналов содержит первый впускной канал 723, второй впускной канал 727, поперечный канал 721 и выпускной канал 718. Первый впускной канал 723 проходит от первого впускного отверстия 720. Второй впускной канал 727 проходит от второго впускного отверстия 721. Поперечный канал 721 находится в сообщении по текучей среде с первым впускным каналом 723 и вторым впускным каналом 727. Выпускной канал 718 проходит между поперечным каналом 721 и выпускным отверстием 724. В качестве преимущества первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может подаваться на первое впускное отверстие 720, а второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может подаваться на второе впускное отверстие 721. В качестве преимущества первый и второй жидкие субстраты, образующие аэрозоль, могут смешиваться во множестве взаимосвязанных каналов во время использования для образования смешанного жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Во время использования смешанный жидкий субстрат, образующий аэрозоль, подается через множество взаимосвязанных каналов к выпускному отверстию 724 для распыления поверхностными акустическими волнами, генерируемыми преобразователем 708.

Как показано на фиг. 20, на которой показан развернутый вид в перспективе подложки 706, подложка 706 сформирована из множества слоев материала подложки для облегчения формирования множества взаимосвязанных каналов. В частности, подложка 706 содержит первый, второй и третий слои 750, 752, 754 материала подложки. Первый слой 750 материала подложки определяет выпускной канал 718. Второй слой 752 материала подложки определяет поперечный канал 721. Третий слой 754 материала подложки определяет первый и второй впускные каналы 723, 727. Первый, второй и третий слои 750, 722, 724 материала подложки сцепляются, образуя подложку 706.

На фиг. 21 показан вид в поперечном разрезе устройства 800, генерирующего аэрозоль, содержащего генератор 700 аэрозоля. Устройство 800, генерирующее аэрозоль, также содержит первую часть 802 для хранения жидкости, содержащую первый жидкий субстрат 804, образующий аэрозоль, вторую часть 803 для хранения жидкости, содержащую второй жидкий субстрат 805, образующий аэрозоль, и первый и второй элементы 806, 807 управления потоком, каждый из которых содержит микронасос. Первый элемент 806 управления потоком предназначен для подачи первого жидкого субстрата 804, образующего аэрозоль, из первой части 802 для хранения жидкости к первому впускному отверстию 720 генератора 700 аэрозоля. Второй элемент 807 управления потоком выполнен с возможностью подачи второго жидкого субстрата 805, образующего аэрозоль, из второй части 803 для хранения жидкости во второе впускное отверстие 721 генератора 700 аэрозоля.

Устройство 800, генерирующее аэрозоль, также содержит блок 808 питания, содержащий перезаряжаемую батарею, и контроллер 810. Контроллер 810 выполнен с возможностью подачи управляющих сигналов на первый и второй элементы 806, 807 управления потоком для управления скоростями потока первого и второго жидких субстратов 804, образующих аэрозоль, к первому и второму впускным отверстиям 720, 721 генератора 700 аэрозоля. Контроллер 810 также выполнен с возможностью подачи электрического тока от блока 808 питания к генератору 700 аэрозоля для приведения в действие преобразователя 708.

Устройство 800, генерирующее аэрозоль также содержит корпус 812, в котором размещены генератор 700 аэрозоля, первая и вторая части 802, 803 для хранения жидкости, первый и второй элементы 806, 807 управления потоком, блок 808 питания и контроллер 810. Корпус 812 образует впускное отверстие 814 для воздуха, мундштук 816 и выпускное отверстие 818 для воздуха. Во время использования пользователь осуществляет затяжку через мундштук 816, чтобы втянуть воздух через корпус 812 от впускного отверстия 814 для воздуха к выпускному отверстию 818 для воздуха. Аэрозоль, генерируемый генератором 700 аэрозоля, захватывается воздушным потоком, проходящим через корпус 812, для доставки пользователю.

Генератор (100) аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, содержит распылитель (102) на поверхностных акустических волнах и подающий элемент (104). Распылитель (102) на поверхностных акустических волнах содержит подложку (106), содержащую активную поверхность (110), определяющую по меньшей мере один участок (116) распыления. Распылитель (102) на поверхностных акустических волнах также содержит по меньшей мере один преобразователь (108), расположенный на активной поверхности (110) подложки (106) для генерирования поверхностных акустических волн на активной поверхности (110) подложки (106). Подающий элемент (104) выполнен с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере один участок (116) распыления распылителя (102) на поверхностных акустических волнах. Подающий элемент (104) содержит канал (118), проходящий через подложку (106) между впускным отверстием (120) для приема подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и выпускным отверстием (124), расположенным в пределах по меньшей мере одного участка (116) распыления активной поверхности (110) подложки (106). Канал имеет (118) по меньшей мере одно из площади поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия (120) к выпускному отверстию (124), и части, которая проходит в направлении, не перпендикулярном активной поверхности (110). Техническим результатом является повышение стабильности работы генератора за счет управления скоростью подачи и распыления жидкого субстрата. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Генератор аэрозоля для устройства, генерирующего аэрозоль, содержащий:

распылитель на поверхностных акустических волнах, содержащий:

подложку, содержащую активную поверхность, определяющую по меньшей мере один участок распыления; и

по меньшей мере один преобразователь, расположенный на активной поверхности подложки для генерирования поверхностных акустических волн на активной поверхности подложки; и

подающий элемент, выполненный с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на по меньшей мере один участок распыления, при этом подающий элемент содержит канал, проходящий через подложку между впускным отверстием для приема подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и выпускным отверстием, расположенным в пределах по меньшей мере одного участка распыления активной поверхности подложки, и при этом канал имеет по меньшей мере одно из площади поперечного сечения, которая изменяется в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию, и части, которая проходит в направлении, не перпендикулярном активной поверхности.

2. Генератор аэрозоля по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть канала имеет площадь поперечного сечения, которая увеличивается в направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию.

3. Генератор аэрозоля по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть канала имеет форму воронки, коническую форму или клиновидную форму.

4. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере часть канала изогнута.

5. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере часть канала у выпускного отверстия изогнута для образования непрерывного перехода между каналом и активной поверхностью подложки.

6. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере часть канала у выпускного отверстия проходит по касательной относительно активной поверхности.

7. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что выпускное отверстие имеет первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне, при этом первая сторона расположена между второй стороной и по меньшей мере одним преобразователем, при этом канал имеет первую выпускную часть на первой стороне выпускного отверстия и вторую выпускную часть на второй стороне выпускного отверстия, при этом первая выпускная часть проходит по касательной относительно активной поверхности, а вторая выпускная часть проходит перпендикулярно относительно активной поверхности.

8. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что подложка образует выемку на активной поверхности, при этом выемка проходит между по меньшей мере одним преобразователем и выпускным отверстием, при этом подложка имеет стенку, по меньшей мере частично ограничивающую выемку, при этом стенка проходит перпендикулярно по отношению к активной поверхности, и при этом стенка расположена так, чтобы отражать поверхностные акустические волны от по меньшей мере одного преобразователя в направлении выпускного отверстия.

9. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что канал включает множество взаимосвязанных каналов, проходящих через подложку между впускным отверстием и выпускным отверстием.

10. Генератор аэрозоля по п. 9, отличающийся тем, что впускное отверстие включает единственное впускное отверстие, при этом выпускное отверстие включает множество выпускных отверстий, и при этом множество взаимосвязанных каналов обеспечивает сообщение по текучей среде между впускным отверстием и каждым из множества выпускных отверстий.

11. Генератор аэрозоля по п. 9, отличающийся тем, что выпускное отверстие включает единственное выпускное отверстие, при этом впускное отверстие включает множество впускных отверстий, и при этом множество взаимосвязанных каналов обеспечивает сообщение по текучей среде между выпускным отверстием и каждым из множества впускных отверстий.

12. Генератор аэрозоля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что подложка представляет собой слоистый материал, содержащий множество слоев материала подложки, при этом по меньшей мере один из слоев материала подложки определяет выпускное отверстие, при этом по меньшей мере один из слоев материала подложки определяет впускное отверстие, и при этом по меньшей мере один из слоев материала подложки определяет канал.

13. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:

генератор аэрозоля по п. 11;

контроллер для управления по меньшей мере одним преобразователем;

блок питания;

первую часть для хранения жидкости для приема первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом первая часть для хранения жидкости находится в сообщении по текучей среде с первым впускным отверстием из множества впускных отверстий; и

вторую часть для хранения жидкости для приема второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом вторая часть для хранения жидкости находится в сообщении по текучей среде со вторым впускным отверстием из множества впускных отверстий.

14. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:

генератор аэрозоля по любому из пп. 1-12;

контроллер для управления по меньшей мере одним преобразователем;

блок питания; и

часть для хранения жидкости для приема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при этом подающий элемент выполнен с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости на по меньшей мере один участок распыления.