ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ПОДАЧИ ПАРА, АТОМАЙЗЕР И КАРТРИДЖ ДЛЯ НЕЁ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/465 A24F40/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к нагревателю для системы подачи пара, а также к атомайзеру, картомайзеру или картриджу и к системе подачи пара, содержащей такой нагреватель.

Уровень техники

Многие электронные системы подачи пара, такие как электронные сигареты и другие электронные системы доставки никотина, которые доставляют никотин через испаренные жидкости, состоят из двух основных компонентов или секций, а именно секции картриджа или картомайзера и блока управления (секции батареи). Картомайзер обычно включает в себя резервуар с жидкостью и атомайзер для испарения жидкости. Эти части в совокупности могут быть обозначены как источник аэрозоля. Атомайзер обычно сочетает в себе функции пористости или капиллярности и нагрева, чтобы передавать жидкость из резервуара к месту, где она нагревается и испаряется. Например, он может быть реализован в виде электрического нагревателя, который может представлять собой резистивный провод, сформированный в виде катушки или другой формы для резистивного (джоулева) нагрева, или токоприемник для индукционного нагрева, и пористый элемент с капиллярной или фитильной способностью в непосредственной близости от нагревателя, который поглощает жидкость из резервуара и переносит ее к нагревателю. Блок управления обычно включает в себя батарею для подачи энергии для работы системы. Электроэнергия от батареи подается для активации нагревателя, который нагревается и испаряет небольшое количество жидкости, поступающей из резервуара. Затем пользователь вдыхает испаренную жидкость.

Компоненты картомайзера могут быть предназначены только для краткосрочного использования, так что картомайзер является одноразовым компонентом системы, также называемым расходным материалом. Напротив, блок управления обычно предназначен для многократного использования с серией картомайзеров, которые пользователь заменяет по мере истечения срока годности каждого. Расходные картомайзеры поставляются потребителю с резервуаром, предварительно заполненным жидкостью, и предназначены для утилизации, когда резервуар пуст. Для удобства и безопасности резервуар герметичен и не допускает легкого пополнения, поскольку с жидкостью может быть трудно работать. Когда требуется новая подача жидкости, пользователю проще заменить весь картомайзер.

В этом контексте желательно, чтобы картомайзеры были простыми в изготовлении и состояли из небольшого количества частей. Следовательно, чтобы их можно было эффективно производить в больших количествах по низкой цене с минимальными отходами. Поэтому представляют интерес картомайзеры, имеющие простую конструкцию.

В документе US 2017/0055581 А1 описано изделие, предназначенное для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала. Изделие содержит курительный материал и оболочку вокруг курительного материала. Оболочка образует внешнюю поверхность изделия, которая может контактировать с устройством при использовании, и содержит нагревательный материал, нагреваемый путем прохождения через него изменяющегося магнитного поля.

В документе US 2017202266 А1 описана электронная система подачи пара и картридж для электронной системы подачи пара.

Раскрытие сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложен нагреватель для испарения аэрозолируемого субстратного материала в электронной системе подачи пара, причем нагреватель имеет удлиненную форму и выполнен из плоского элемента из электрически резистивного материала, имеющего длину, ширину и две пары противоположных краев, содержащих два основных края, по существу параллельных длине, и два малых края, по существу параллельных ширине, при этом плоский элемент изогнут для образования удлиненной формы нагревателя так, что края одной из пар противоположных краев расположены рядом друг с другом, причем изогнутый плоский элемент ограничивает объем для размещения пористого материала для переноса аэрозолируемого субстратного материала к нагревателю.

В соответствии со вторым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложен атомайзер для системы подачи пара, содержащий нагреватель в соответствии с первым аспектом и часть из пористого материала, заключенную в объеме.

В соответствии с третьим аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложен картридж для электронной системы подачи пара, содержащий нагреватель в соответствии с первым аспектом или атомайзер в соответствии со вторым аспектом и резервуар, содержащий аэрозолируемый субстратный материал для испарения нагревателем.

В соответствии с четвертым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в этом документе, предложена электронная система подачи пара, содержащая нагреватель в соответствии с первым аспектом, или атомайзер в соответствии со вторым аспектом, или картридж в соответствии с третьим аспектом.

Эти и другие аспекты некоторых вариантов осуществления изобретения изложены в независимых и зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Понятно, что признаки зависимых пунктов формулы изобретения можно комбинировать друг с другом и с признаками независимых пунктов формулы изобретения в сочетаниях, отличных от явно изложенных в формуле изобретения. Более того, подход, описанный в этом документе, не ограничен специфическими вариантами осуществления изобретения, например, изложенными ниже, а включает в себя и предполагает любые подходящие сочетания представленных здесь признаков. Например, нагреватель для системы подачи пара или система подачи пара, содержащая нагреватель, могут быть выполнены в соответствии с подходами, описанными в этом документе, может быть выполнен резервуар для хранения жидкости и компонент или система, содержащая такой резервуар, который включает в себя любой один или несколько соответствующих признаков, описанных ниже.

Краткое описание чертежей

Теперь подробно на примере будут описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылкой на следующие чертежи.

На фиг. 1 показано сечение примера электронной сигареты, содержащей картомайзер и блок управления;

на фиг. 2 - пример картомайзера в разобранном виде, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения, внешний вид в перспективе;

на фиг. 3 - картомайзер, показанный на фиг. 2, в собранном виде, вид в перспективе с частичным вырезом;

на фиг. 4, 4(A), 4(B) и 4(C) - упрощенные схематические виды в сечении еще одного примера картомайзера, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 5 - весьма схематический вид в разрезе первого примера системы подачи пара, использующей индукционный нагрев, в которой могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 6 - весьма схематический вид в разрезе второго примера системы подачи пара, использующей индукционный нагрев, в которой могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 7 - вид в плане плоского элемента для формирования нагревателя для атомайзера в соответствии с первым примером;

на фиг. 8 - упрощенное схематичное изображение атомайзера, удерживаемого в гнезде в соответствии с примером;

на фиг. 9 - вид в плане плоского элемента для формирования нагревателя для атомайзера в соответствии со вторым примером;

на фиг. 10 - вид в перспективе сбоку нагревателя, образованного из приведенного в примере плоского элемента, показанного на фиг. 9;

на фиг. 11 - вид сбоку в поперечном сечении нагревателя, показанного на фиг. 10, удерживаемого в гнезде;

на фиг. 12 - вид в перспективе сбоку альтернативного нагревателя, образованного из приведенного в примере плоского элемента, показанного на фиг. 9;

на фиг. 13 - вид сбоку в поперечном сечении примера атомайзера, содержащего нагреватель, показанный на фиг. 10;

на фиг. 14 - виды в плане ряда дополнительных примеров плоских элементов для формирования нагревателей;

на фиг. 15 - вид в плане плоского элемента для формирования нагревателя в соответствии с примером с перфорацией для ограничения теплопроводности;

на фиг. 16 - вид в перспективе сбоку нагревателя, образованного из плоского элемента, показанного на фиг. 15;

на фиг. 17 - вид в плане плоского элемента для формирования нагревателя для атомайзера в соответствии с еще одним примером;

на фиг. 18А - вид с торца примера нагревателя, который может быть образован из плоского элемента, показанного на фиг. 17;

на фиг. 18В - вид сбоку в перспективе нагревателя, показанного на фиг. 18А;

на фиг. 19А - вид с торца другого примера нагревателя, который может быть образован из плоского элемента, показанного на фиг. 18;

на фиг. 19В - вид сбоку в перспективе нагревателя, показанного на фиг. 19А;

на фиг. 20 - вид в плане дополнительного примера плоского элемента для формирования нагревателя;

на фиг. 21 - вид сбоку в перспективе примера атомайзера, содержащего нагреватель, как в примере на фиг. 18В;

на фиг. 22 - вид сбоку в перспективе примера нагревателя с перфорацией для выпуска пара;

на фиг. 23 - вид сбоку в перспективе примера нагревателя с перфорацией для ограничения теплопроводности.

Осуществление изобретения

В этом документе обсуждаются/описаны аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения. Некоторые аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы обычным способом, и для краткости они подробно не обсуждаются/не описаны. Таким образом, понятно, что аспекты и признаки обсуждаемых здесь устройств и способов, которые подробно не описаны, могут быть реализованы в соответствии с любыми обычными технологиями, предназначенными для реализации таких аспектов и признаков.

Как описано выше, настоящее изобретение относится (но, не ограничиваясь этим) к электронным системам получения аэрозоля или пара, таким как электронные сигареты. В последующем описании иногда могут использоваться термины "е-сигарета" и "электронная сигарета", однако понятно, что эти термины можно взаимозаменяемо использовать для системы или устройства подачи аэрозоля (пара). Системы предназначены для генерации вдыхаемого аэрозоля путем испарения субстрата в форме жидкости или геля, который может содержать или не содержать никотин. Кроме того, гибридные системы могут содержать жидкий или гелевый субстрат плюс твердый субстрат, который также нагревается. Твердый субстрат может представлять собой, например, табак или другие, нетабачные продукты, которые могут содержать, а могут и не содержать никотин. Выражение "аэрозолируемый субстратный материал", используемый в данном документе, предназначено для обозначения субстратных материалов, которые могут образовывать аэрозоль либо посредством приложения тепла, либо некоторыми другими способами. Термин "аэрозоль" может использоваться взаимозаменяемо с термином "пар".

Используемый в этом документе термин "компонент" используется для обозначения части, секции, блока, модуля, узла или аналогичного элемента электронной сигареты или аналогичного устройства, которые включают в себя несколько меньших частей или элементов, возможно, внутри внешнего корпуса или стенки. Электронная сигарета может быть сформирована или собрана из одного или нескольких таких компонентов, причем эти компоненты могут быть разъемно соединяемыми друг с другом или соединяемыми друг с другом с возможностью разъединения или могут быть постоянно соединены друг с другом во время производства для образования целой электронной сигареты. Настоящее описание применимо (но не ограничиваясь этим) к системам, содержащим два компонента, которые могут быть разъемно соединены друг с другом и которые выполнены, например, как компонент, в котором имеется аэрозолируемый субстратный материал, содержащий жидкость, или другой аэрозолируемый субстратный материал (картридж, картомайзер или расходный материал), и блок управления, имеющий батарею для подачи электроэнергии для работы элемента генерации пара из субстратного материала. Для предоставления конкретного примера в настоящем описании картомайзер описан как пример части или компонента, в которых имеется аэрозолируемый субстратный материал, но описание не ограничено в этом отношении и применимо к любой конфигурации части или компонента с аэрозолируемым субстратным материалом. Кроме того, такой компонент может включать в себя больше или меньше частей, чем те, которые включены в примеры.

Настоящее описание, в частности, относится к системам подачи пара и их компонентам, в которых используется аэрозолируемый субстратный материал в форме жидкости или геля, содержащихся в резервуаре, емкости, контейнере или другой емкости, имеющейся в системе. Имеется устройство для доставки субстратного материала из резервуара с целью его подачи для генерации пара/аэрозоля. Термины "жидкость", "гель", "текучая среда", "исходная жидкость", "исходный гель", "исходная текучая среда" и т.п.могут быть использованы взаимозаменяемо с "аэрозолируемым субстратным материалом" и "субстратным материалом" для обозначения аэрозолируемого субстратного материала, который имеет форму, допускающую хранение и доставку в соответствии с примерами настоящего описания.

На фиг. 1 очень схематично (не в масштабе) показан типовой пример системы подачи аэрозоля/пара, такой как электронная сигарета 10, представленный с целью демонстрации взаимосвязи между различными частями типичной системы и объяснения общих принципов работы. Электронная сигарета 10 имеет в целом удлиненную форму, проходит в данном примере вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией, и содержит два основных компонента, а именно: управляющий или питающий компонент, секцию или блок 20 и картридж в сборе или секцию 30 (иногда называемую картомайзером или клиромайзером), содержащую аэрозолируемый субстратный материал и функционирующую в качестве компонента генерации пара.

Картомайзер 30 включает в себя резервуар 3, содержащий исходную жидкость или другой аэрозолируемый субстратный материал, в состав которого входят жидкость или гель, из которых генерируется аэрозоль, и который, например, содержит никотин. В качестве примера исходная жидкость может содержать от 1 до 3% никотина и 50% глицерина, а оставшуюся часть примерно поровну составляют вода и пропиленгликоль, а также возможно наличие других компонентов, например ароматизаторов. Также может использоваться исходная жидкость, не содержащая никотин, например, для доставки ароматизатора. Также может содержаться твердый субстрат (не показан), такой как часть табака или другого ароматического элемента, через который проходит пар, образующийся из жидкости. Резервуар 3 выполнен в виде емкости для хранения, представляющей собой контейнер или сосуд, в котором может храниться исходная жидкость, так что жидкость может свободно перемещаться и перетекать в пределах резервуара. Для расходного картомайзера резервуар 3 может быть загерметизирован после заполнения во время изготовления, так что после того, как исходная жидкость закончится, его можно выбросить, в противном случае он может иметь впускное отверстие или иное отверстие, через которое пользователь может добавить новую исходную жидкость. Картомайзер 30 также содержит электрический нагревательный элемент или нагреватель 4, расположенный вне резервуара 3 и предназначенный для создания аэрозоля путем испарения исходной жидкости при нагреве. Может быть предусмотрено такое устройство передачи или доставки жидкости (элемент передачи жидкости) как фитиль или другой пористый элемент 6, чтобы доставлять исходную жидкость из резервуара 3 к нагревателю 4. Одна или несколько частей фитиля 6 могут быть расположены внутри резервуара 3 или могут сообщаться с жидкостью в резервуаре 3, чтобы он мог впитывать исходную жидкость и передавать ее посредством эффекта капиллярного всасывания или капиллярного эффекта к другим частям фитиля 6, которые примыкают к нагревателю 4 или контактируют с ним. Таким образом, эта жидкость нагревается и испаряется, чтобы ее место заняла новая исходная жидкость из резервуара для передачи в нагреватель 4 посредством фитиля 6. Фитиль можно рассматривать как мост, путь или канал между резервуаром 3 и нагревателем 4, который подает или передает жидкость из резервуара к нагревателю. Такие термины, как канал, канал для жидкости, канал для передачи жидкости, канал для доставки жидкости, механизм или элемент для передачи жидкости, а также механизм или элемент для доставки жидкости могут использоваться здесь взаимозаменяемо для обозначения фитиля или соответствующего компонента или конструкции.

Сочетание нагревателя и фитиля (или его аналога) иногда называют атомайзером или атомайзером в сборе, а резервуар с исходной жидкостью и атомайзер вместе могут называться источником аэрозоля. Также могут использоваться такие термины, как узел доставки жидкости или узел передачи жидкости, причем в настоящем контексте эти термины могут использоваться взаимозаменяемо для обозначения парогенерирующего элемента (парогенератора) с фитильным или аналогичным компонентом или структурой (элементом транспортировки жидкости), которые подают или передают жидкость, полученную из резервуара, в парогенератор для генерации пара/аэрозоля. Возможны различные конструкции, в которых детали могут быть расположены иначе, чем на схематическом изображении на фиг. 1. Например, фитиль 6 может представлять собой полностью отдельный от нагревателя 4 элемент, или нагреватель 4 может быть выполнен пористым и способным непосредственно выполнять по меньшей мере часть функции капиллярного впитывания (например, металлическая сетка). В электрическом или электронном устройстве парогенерирующий элемент может представлять собой электрический нагревательный элемент, который работает за счет омического/резистивного (джоулева) нагрева или за счет индукционного нагрева. Таким образом, в общем случае атомайзер можно рассматривать как один или несколько элементов, которые реализуют функцию парогенерирующего или испарительного элемента, способного генерировать пар из исходной жидкости, доставленной к нему, и элемента транспортировки или доставки жидкости, способного доставлять или транспортировать жидкость из резервуара или аналогичного хранилища жидкости в парогенератор за счет фитильного действия/капиллярной силы. Атомайзер обычно расположен в компоненте картомайзера парогенерирующей системы. В некоторых конструкциях жидкость может подаваться из резервуара непосредственно в парогенератор без необходимости в отдельном фитильном или капиллярном элементе. Варианты осуществления изобретения применимы ко всем таким конфигурациям, которые согласуются с примерами и описанием в данном документе.

Возвращаясь к фиг. 1, картомайзер 30 также включает в себя мундштук или мундштучную часть 35, имеющие отверстие или выходное отверстие для воздуха, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, полученный с помощью атомайзера 4.

Компонент питания или блок 20 управления включает в себя гальванический элемент или аккумулятор 5 (называемый в дальнейшем батареей, которая может быть перезаряжаемой) для подачи энергии для электрических компонентов электронной сигареты 10, в частности для работы нагревателя 4. Кроме того, имеется контроллер 28, такой как печатная плата, и/или другие электронные компоненты или схема для общего управления электронной сигаретой. Управляющая электроника/схема 28 управляет нагревателем 4 с использованием энергии от батареи 5, если требуется пар, например, в ответ на сигнал от датчика давления воздуха или датчика расхода воздуха (не показан), который определяет осуществление вдоха через систему 10, во время которого воздух поступает через одно или несколько входных отверстий 26 для воздуха, выполненных в стенке блока 20 управления. Когда нагревательный элемент 4 работает, нагревательный элемент 4 испаряет исходную жидкость, подаваемую из резервуара 3 с помощью элемента 6 доставки жидкости, для образования аэрозоля, а затем его вдыхает пользователь через отверстие в мундштуке 35. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35, аэрозоль проходит от источника аэрозоля к мундштуку 35 вдоль одного или нескольких воздушных каналов (не показаны), которые соединяют входное отверстие 26 для воздуха с источником аэрозоля и с выходным отверстием для воздуха.

Блок 20 управления (секция питания) и картомайзер (картридж в сборе) 30 представляют собой отдельные соединяемые части, которые можно отсоединить друг от друга, разделяя в направлении, параллельном продольной оси, как указано двусторонними стрелками на фиг. 1. При использовании устройства 10 компоненты 20, 30 соединены друг с другом с помощью зацепляющихся соединительных элементов 21, 31 (например, резьбового или байонетного соединения), которые обеспечивают механическую и в некоторых случаях электрическую связь между секцией 20 питания и картриджем 30 в сборе. Электрическое соединение необходимо, если нагреватель 4 работает за счет омического нагрева, чтобы ток мог проходить через нагреватель 4, когда он подключен к батарее 5. В системах, в которых используется индукционный нагрев, электрическое соединение может быть исключено, если в картомайзере 30 нет частей, требующих электроэнергии. Индуктивная рабочая катушка может быть расположена в секции 20 питания, при этом она питается от батареи 5, причем картомайзер 30 и секция 20 питания имеют такую форму, чтобы при их соединении нагреватель 4 подвергался воздействию магнитного потока, создаваемого катушкой, для создания электрического тока в материале нагревателя. Устройства индукционного нагрева более подробно рассмотрены ниже. Конструкция, показанная на фиг. 1, представляет собой всего лишь пример устройства, и различные части и признаки могут быть распределены между секцией 20 питания и картриджем 30 в сборе по-другому, а также могут использоваться и другие компоненты и элементы. Две секции могут быть соединены друг с другом встык в продольной конфигурации, как на фиг. 1, или в другой конфигурации, например, параллельно, бок о бок. Система может быть или не быть в целом цилиндрической и/или может иметь в целом продольную форму. Любая или обе секции или компоненты могут быть выброшены и заменены после использования (например, когда резервуар пуст или батарея разряжена), либо могут быть предназначены для многоразового использования, которое возможно, например, при повторном заполнении резервуара и перезарядке батареи. В других примерах система 10 может быть единой в том смысле, что части блока 20 управления и картомайзера 30 расположены в одном корпусе и не могут быть разделены. Варианты осуществления и примеры настоящего изобретения применимы к любой из этих конфигураций и к другим конфигурациям, известным специалистам в этой области техники.

На фиг. 2 показан внешний вид в перспективе частей, которые могут быть собраны для образования картомайзера в соответствии с примером настоящего изобретения. Картомайзер 40 состоит только из четырех частей, которые могут быть собраны путем придавливания или прижатия, если они имеют соответствующую форму. Следовательно, изготовление может быть очень простым и понятным.

Первая часть представляет собой корпус 42, который образует резервуар для хранения аэрозолируемого субстратного материала (далее для краткости называемого субстратом или жидкостью). Корпус 42 имеет в целом трубчатую форму с круглым поперечным сечением в данном примере и содержит стенку или стенки, выполненные так, чтобы они образовывали различные части резервуара и других элементов. Цилиндрическая внешняя боковая стенка 44 открыта на нижнем конце отверстием 46, через которое резервуар может быть заполнен жидкостью и к которому могут быть присоединены части, как описано ниже, для закрытия/герметизации резервуара, а также для обеспечения доставки жидкости наружу для испарения. Она определяет внешний вид, или внешний объем, или размеры резервуара. Ссылки в данном документе на элементы или части, находящиеся или расположенные снаружи резервуара, предназначены для обозначения того, что часть находится вне или частично за пределами области, ограниченной или определяемой этой внешней стенкой 44 и ее верхней и нижней протяженностью и краями или поверхностями.

Цилиндрическая внутренняя стенка 48 концентрически расположена внутри внешней боковой стенки 44. Эта конструкция ограничивает кольцевой объем 50 между внешней стенкой 44 и внутренней стенкой 48, который представляет собой приемник, полость, пустоту или тому подобное для удержания жидкости, другими словами, резервуар. Внешняя стенка 44 и внутренняя стенка 48 соединены друг с другом (например, верхней стенкой или стенками, сужающимися друг к другу), чтобы закрыть верхнюю границу объема 50 резервуара. Внутренняя стенка 48 открыта на нижнем конце отверстием 52, а также открыта на верхнем конце. Трубчатое внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой представляет собой проход или канал 54 для потока воздуха, который в собранной системе переносит образовавшийся аэрозоль от атомайзера к выпускному отверстию мундштука системы для вдыхания пользователем. Отверстие 56 на верхнем конце внутренней стенки 48 может представлять собой выпускное отверстие мундштука, выполненное для удобного размещения во рту пользователя, или отдельная часть мундштука может быть присоединена к корпусу 42, имеющему канал, соединяющий отверстие 56 с выпускным отверстием мундштука, или вокруг него.

Корпус 42 может быть выполнен из формованного пластика, например, литьем под давлением. В примере на фиг. 2 он выполнен из прозрачного материала; это позволяет пользователю наблюдать за уровнем или количеством жидкости в резервуаре 44. В качестве альтернативы корпус может быть непрозрачным или непрозрачным с прозрачным окном, через которое можно видеть уровень жидкости. В некоторых примерах пластик может быть жестким.

Вторая часть картомайзера 40 представляет собой направляющий элемент 60 для потока, который в этом примере также имеет круглое поперечное сечение, а также имеет такую форму и выполнен так, чтобы сцепляться с нижним концом корпуса 42. Направляющий элемент 60 для потока фактически представляет собой втулку и может выполнять несколько функций. Когда он вставляется в нижний конец корпуса 42, он соединяется с отверстием 46, чтобы закрыть и герметизировать объем 50 резервуара, и соединяется с отверстием 52, чтобы изолировать канал 54 для потока воздуха от объема 50 резервуара. Кроме того, направляющий элемент 60 для потока имеет по меньшей мере один проходящий через него канал для потока жидкости, который переносит жидкость из объема 50 резервуара в пространство, которое является внешним по отношению к резервуару и которое выступает в качестве аэрозольной камеры, где генерируется пар/аэрозоль путем нагрева жидкости. Также направляющий элемент 60 для потока имеет по меньшей мере один другой проходящий через него канал для потока аэрозоля, переносящего генерируемый аэрозоль из пространства аэрозольной камеры в канал 54 для потока воздуха в корпусе 42, так что он доставляется к отверстию мундштука для вдыхания.

Кроме того, направляющий элемент 60 для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала, такого как силикон, чтобы его можно было легко сцепить с корпусом 42 посредством посадки с трением. Кроме того, направляющий элемент для потока имеет гнездо или образование аналогичной формы (не показано) на своей нижней поверхности 62, противоположной верхней поверхности или поверхностям 64, которые сцепляются с корпусом 42. Гнездо принимает и поддерживает атомайзер 70, являющийся третьей частью картомайзера 40.

Атомайзер 70 имеет удлиненную форму с первым концом 72 и вторым концом 74, противоположными друг другу относительно его длины. В собранном картомайзере атомайзер установлен так, что его первый конец 72 вставлен в гнездо направляющего элемента 60 для потока в направлении к корпусу 42 резервуара. Таким образом, первый конец 72 поддерживается направляющим элементом 60 для потока, при этом атомайзер 70 проходит в продольном направлении наружу от резервуара по существу вдоль продольной оси, задаваемой частями корпуса 42 концентрической формы. Второй конец 74 атомайзера 70 не закреплен и является свободным. Соответственно, атомайзер 70 поддерживается консольным образом так, что он выступает наружу от внешних границ резервуара. Атомайзер 70 выполняет функцию фитиля и функцию нагрева для образования аэрозоля и может содержать любую из нескольких конфигураций части электрически резистивного нагревателя, выполненной с возможностью выступать в качестве индукционного токоприемника, и пористой части, выполненной с возможностью впитывать жидкость из резервуара вблизи нагревателя.

Четвертая часть картомайзера 40 представляет собой оболочку или кожух 80. Опять же, в этом примере она имеет круглое поперечное сечение. Она содержит цилиндрическую боковую стенку 81, закрытую необязательной стенкой основания для образования центрального полого пространства или полости 82. Верхний буртик 84 боковой стенки 81 вокруг отверстия 86 имеет такую форму, которая позволяет сцеплять оболочку 80 с частями ответной формы на направляющем элементе 60 для потока, так что оболочка 80 может быть присоединена к направляющему элементу 60 для потока после того, как атомайзер 70 вставлен в гнездо направляющего элемента 60 для потока. Следовательно, направляющий элемент 60 для потока выступает в качестве крышки, закрывающей центральное пространство 82, причем это пространство 82 создает аэрозольную камеру, в которой расположен атомайзер 70. Отверстие 86 обеспечивает сообщение с каналом для потока жидкости и каналом для потока аэрозоля в направляющем элементе 60 для потока, так что жидкость может быть подана в атомайзер, а образовавшийся аэрозоль может быть удален из аэрозольной камеры. Чтобы поток воздуха через аэрозольную камеру проходил через атомайзер 70 и собирал пар так, чтобы его увлекал воздушный поток с образованием аэрозоля, стенка или стенки 81 оболочки 80 имеют одно или несколько отверстий или перфораций, позволяющих втягивать воздух в аэрозольную камеру, когда пользователь осуществляет вдох через отверстие мундштука картомайзера.

Оболочка 80 может быть выполнена из пластика, например, путем литья под давлением. Она может быть выполнена из жесткого материала, а затем может легко сцепляться с направляющим элементом для потока путем прижатия двух частей друг к другу или запрессовывания.

Как отмечалось выше, направляющий элемент для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала и может удерживать части, соединенные с ним, а именно корпус 42, атомайзер 70 и оболочку 80, посредством посадки с трением. Поскольку эти части могут быть более жесткими, гибкость направляющего элемента для потока, которая позволяет ему немного деформироваться при нажатии на указанные другие части, компенсирует любые незначительные погрешности в размерах изготовленных частей. Таким образом, направляющий элемент для потока может компенсировать производственные допуски всех деталей, обеспечивая при этом качественную сборку деталей в целом для формирования картомайзера 40. Таким образом, требования к изготовлению корпуса 42, атомайзера 70 и оболочки 80 могут быть несколько смягчены, что снижает производственные затраты.

На фиг. 3 приведен вид в перспективе с вырезом картомайзера, показанного на фиг. 1, в собранной конфигурации. Для ясности направляющий элемент 60 для потока заштрихован. Видно, что направляющий элемент 60 для потока выполнен так, чтобы его верхние поверхности взаимодействовали с образующим отверстие 52 нижним краем внутренней стенки 48 корпуса 42 резервуара и концентрически снаружи взаимодействовали с образующим отверстие 46 нижним краем внешней стенки 44 корпуса 42, чтобы герметизировать как пространство 50 резервуара, так и канал 54 для потока воздуха.

Направляющий элемент 60 для потока имеет канал 63 для потока жидкости, который позволяет потоку жидкости L проходить из объема 50 резервуара через направляющий элемент для потока в пространство или объем 65, находящийся под направляющим элементом 60 для потока. Кроме того, имеется канал 66 для потока аэрозоля, который позволяет потоку аэрозоля и воздуха А из пространства 65 проходить через направляющий элемент 60 для потока в канал 54 для потока воздуха.

Верхний буртик оболочки 80 выполнен так, чтобы сцепляться с соответствующими частями нижней поверхности направляющего элемента 60 для потока для создания аэрозольной камеры 82 по существу за пределами внешних размеров объема резервуара 50 корпуса 42 резервуара. В этом примере оболочка 80 имеет отверстие 87 на своем верхнем конце рядом с направляющим элементом 60 для потока. Оно совпадает с пространством 65, с которым сообщаются канал 63 для потока жидкости и канал 66 для потока аэрозоля, и, следовательно, позволяет жидкости попадать в аэрозольную камеру 82, а аэрозолю выходить из аэрозольной камеры 82 через каналы в направляющем элементе 60 для потока.

В этом примере отверстие 87 также выступает в качестве гнезда для установки первого, поддерживаемого, конца 74 атомайзера 70 (напомним, что в описании на фиг. 2 гнездо атомайзера было упомянуто как сформированное в направляющем элементе для потока, но может быть использован любой вариант). Таким образом, жидкость, поступающая через канал 63 для потока жидкости, подается непосредственно к первому концу атомайзера 70 для абсорбции и впитывания, а воздух/аэрозоль могут проходить через атомайзер и через канал 66 для потока аэрозоля.

В этом примере атомайзер 70 содержит плоскую продолговатую часть 71 из металла, которая загнута или изогнута в своей средней точке, чтобы два конца металлической части прилегали друг к другу на первом конце 74 атомайзера. Она функционирует в качестве нагревательного элемента атомайзера 70. Участок из хлопка или другого пористого материала 73 расположен между двумя загнутыми сторонами металлической части. Он выступает в качестве фитильного элемента атомайзера 70. Жидкость, поступающая в пространство 65, собирается за счет впитывающей способности пористого материала 73 фитиля и переносится вниз к нагревателю. Также возможны многие другие конструкции удлиненного атомайзера, подходящие для консольного монтажа, которые могут использоваться вместо вышеприведенной.

Нагревательный компонент предназначен для индукционного нагрева, как будет описано ниже.

Пример на фиг. 2 и 3 имеет детали, обладающие по существу круговой симметрией в плоскости, ортогональной продольному размеру собранного картомайзера. Следовательно, для деталей не требуется какая-либо ориентация в плоскостях, в которых их соединяют друг с другом, что может упростить изготовление. Детали могут быть собраны вместе в любой ориентации относительно продольной оси, поэтому нет необходимости размещать детали в определенной ориентации перед сборкой. Однако это не обязательно, и детали могут иметь альтернативную форму.

На фиг. 4 показано поперечное сечение еще одного примера собранного картомайзера, содержащего корпус резервуара, направляющий элемент для потока, атомайзер и корпус, как и раньше. Однако в этом примере в плоскости, ортогональной продольной оси картомайзера 40, по меньшей мере некоторые из деталей имеют овальную форму вместо круглой формы и расположены так, чтобы иметь симметрию вдоль большой оси и малой оси овала. Признаки зеркально расположены по обе стороны от большой оси и по обе стороны от малой оси. Это означает, что для сборки детали могут иметь любую из двух ориентаций, повернутых друг относительно друга на 180° вокруг продольной оси. Опять же, сборка упрощается по сравнению с системой, состоящей из деталей, не имеющих симметрии.

В этом примере оболочка 80 также содержит боковую стенку 81, которая выполнена так, чтобы иметь различное поперечное сечение в разных точках вдоль продольной оси корпуса, и стенку 83 основания, ограничивающую пространство, которое создает аэрозольную камеру 82. К своему верхнему концу оболочка расширяется до большого поперечного сечения, чтобы обеспечить место для размещения направляющего элемента 60 для потока. Часть оболочки 80 с большим поперечным сечением имеет в целом овальное поперечное сечение (см. фиг. 4(В)), в то время как часть с более узким поперечным сечением оболочки имеет в целом круглое поперечное сечение (см. фиг. 4(С)). Верхний буртик 84 корпуса вокруг верхнего отверстия 86 имеет форму, соответствующую форме корпуса 42 резервуара. Эта форма и сцепление показаны на фиг. 4 в упрощенном виде; в действительности, она, вероятно, будет более сложной, чтобы обеспечить достаточно воздухонепроницаемое и непроницаемое для жидкости соединение. Оболочка 80 имеет по меньшей мере одно отверстие 85, в данном случае в стенке 83 основания, чтобы позволить воздуху попадать в аэрозольную камеру во время вдоха пользователя.

Корпус 42 резервуара имеет другую форму по сравнению с примером, показанным на фиг. 2 и 3. Внешняя стенка 44 ограничивает внутреннее пространство, которое разделено на три области двумя внутренними стенками 48. Области расположены бок о бок. Центральная область между двумя внутренними стенками 48 представляет собой объем 50 резервуара для удерживания жидкости. Эта область закрыта сверху верхней стенкой корпуса. Отверстие 46 в основании объема резервуара позволяет подавать жидкость из резервуара 50 в аэрозольную камеру 82. Две боковые области между внешней стенкой 44 и внутренними стенками 48 представляют собой каналы 54 для потока воздуха. Каждый из них имеет отверстие 52 на нижнем конце для входа аэрозоля и мундштучное отверстие 56 на верхнем конце (как и раньше, отдельная мундштучная часть может быть добавлена снаружи к корпусу 42 резервуара).

Направляющий элемент 60 для потока (заштрихованный для ясности) вставлен в нижний конец корпуса 42 путем установки соответствующих участков в отверстия 46 и 52 корпуса 42 для закрытия/герметизации объема 50 резервуара и каналов 54 для потока воздуха. Направляющий элемент 60 для потока имеет один расположенный по центру канал 63 для потока жидкости, совмещенный с отверстием 46 объема резервуара, для передачи жидкости L из резервуара в аэрозольную камеру 82. Кроме того, имеется два канала 66 для потока аэрозоля, каждый из которых проходит от входа в аэрозольную камеру 82 к выходу в каналы 54 для потока воздуха, по которым протекает воздух, поступающий в аэрозольную камеру через отверстие 85 и увлекающий пар из аэрозольной камеры 82 в каналы 54 для потока воздуха, а затем к выходным отверстиям 56 мундштука.

Атомайзер 70 установлен путем вставки его первого конца 72 в канал 63 для потока жидкости направляющего элемента 60 для потока. Следовательно, в этом примере канал 63 для потока жидкости выступает в качестве гнезда для консольной установки атомайзера 70. Таким образом, в первый конец 72 атомайзера 70 напрямую подается жидкость, поступающая в канал 63 для потока жидкости из резервуара 50, при этом жидкость забирается за счет пористых свойств атомайзера 70 и втягивается по длине атомайзера для нагрева посредством нагревательной части атомайзера 70 (не показана), которая расположена в аэрозольной камере 70.

На фиг. 4(A), (В) и (С) показаны поперечные сечения картомайзера 40 в соответствующих местах вдоль продольной оси картомайзера 40.

Хотя аспекты изобретения относятся к атомайзерам, в которых нагрев осуществляется посредством резистивного нагрева, который требует выполнения электрических соединений с нагревательным элементом для прохождения тока, конструкция картомайзера особенно подходит для использования индукционного нагрева. Это процесс, при котором электропроводящий элемент, обычно выполненный из металла, нагревается за счет электромагнитной индукции с помощью вихревых токов, протекающих в элементе, который выделяет тепло. Индукционная катушка (рабочая катушка) работает как электромагнит, когда через нее проходит высокочастотный переменный ток от генератора; это создает магнитное поле. Если проводящий элемент находится в потоке магнитного поля, поле проникает в элемент и индуцирует электрические вихревые токи. Они протекают в элементе и генерируют тепло в соответствии с протеканием тока против электрического сопротивления элемента за счет джоулева нагрева, точно так же, как тепло создается в резистивном электронагревательном элементе путем прямой подачи тока. Привлекательной особенностью индукционного нагрева является отсутствие необходимости в электрическом подключении к проводящему элементу; вместо этого необходимо, чтобы в области, занимаемой объектом, создавалась достаточная плотность магнитного потока. В контексте систем подачи пара, где требуется тепловыделение вблизи жидкости, это выгодно, поскольку может быть осуществлено более эффективное разделение жидкости и электрического тока. Если предположить, что в картомайзере нет других элементов, питаемых электрическом, нет необходимости в каком-либо электрическом соединении между картомайзером и его питающей частью, и стенка картомайзера может обеспечить более эффективный барьер для жидкости, уменьшая вероятность утечки.

Индукционный нагрев эффективен для прямого нагрева электропроводящего предмета, как описано выше, но также может быть использован для косвенного нагрева непроводящего предмета. В системе подачи пара необходимо обеспечить теплом жидкость в пористой капиллярной части атомайзера, чтобы вызвать ее испарение. Для непрямого нагрева посредством индукции электропроводящий элемент расположен рядом с предметом, который требуется нагреть, или в контакте с ним, а также между рабочей катушкой и предметом, который должен быть нагрет.Рабочая катушка нагревает проводящий элемент непосредственно за счет индукционного нагрева, и тепло передается за счет теплового излучения или теплопроводности непроводящему элементу. В этом устройстве проводящий элемент называется токоприемником. Следовательно, в атомайзере нагревательный компонент может быть выполнен из электропроводящего материала (обычно металла), который используется в качестве индукционного токоприемника для передачи тепловой энергии к пористой части атомайзера.

На фиг. 5 очень упрощенно схематически показана система подачи пара, содержащая картомайзер 40 в соответствии с примерами настоящего изобретения и компонент 20 питания, предназначенный для осуществления индукционного нагрева. Картомайзер 40 может быть таким, как показано в примерах на фиг. 2, 3 и 4 (хотя другие устройства не исключены), и показан в общих чертах только для простоты. Картомайзер 40 содержит атомайзер 70, в котором нагрев осуществляется за счет индукционного нагрева, так что функцию нагрева обеспечивает токоприемник (не показан). Атомайзер 70 расположен в нижней части картомайзера 40, окружен оболочкой 80, которая предназначена не только для ограничения аэрозольной камеры, но также и для обеспечения защиты атомайзера 70, который может быть относительно уязвим к повреждениям из-за его консольного крепления. Однако консольный монтаж атомайзера 70 обеспечивает эффективный индукционный нагрев, поскольку атомайзер 70 может быть вставлен во внутреннее пространство катушки 90, а резервуар, в частности, расположен вдали от внутреннего пространства рабочей катушки 90. Следовательно, питающий компонент 20 содержит выемку 22, в которую помещена оболочка 80 картомайзера 40, когда картомайзер 40 соединен с компонентом питания для использования (например, посредством фрикционной посадки, зажимного действия, винтовой резьбы или магнитного захвата). Индукционная рабочая катушка 90 расположена в компоненте 20 питания так, чтобы окружать выемку 22, причем катушка 90 имеет продольную ось, вокруг которой проходят отдельные витки катушки, и длину, которая по существу соответствует длине токоприемника, так что катушка 90 и токоприемник перекрываются, когда картомайзер 40 и питающий компонент 20 соединены друг с другом. В других вариантах осуществления изобретения длина катушки может по существу не соответствовать длине токоприемника, например, длина токоприемника может быть меньше, чем длина катушки, или длина токоприемника может быть больше, чем длина катушки. Таким образом, токоприемник находится внутри магнитного поля, создаваемого катушкой 90. Если элементы расположены так, чтобы отделение токоприемника от окружающей катушки было минимальным, то магнитный поток, воздействующий на токоприемник, может быть выше, а нагрев будет более эффективным. Однако разделение по меньшей мере частично определяется шириной аэрозольной камеры, образованной оболочкой 80, размер которой должен быть таким, чтобы обеспечить адекватный поток воздуха над атомайзером и избежать захвата капель жидкости. Следовательно, эти два требования должны быть сбалансированы друг с другом при определении размеров и расположения различных элементов.

Компонент 20 питания содержит батарею 5 для подачи электроэнергии на катушку 90 с соответствующей частотой переменного тока. Кроме того, имеется контроллер 28 для управления подачей энергии, когда требуется образование пара, и, возможно, для обеспечения других функций управления для системы подачи пара, которые здесь не рассматриваются. Компонент питания также может включать в себя другие части, которые не показаны и не имеют отношения к настоящему обсуждению.

Пример на фиг. 5 представляет собой линейно расположенную систему, в которой компонент 20 питания и картомайзер 40 соединены встык, чтобы получить форму ручки.

На фиг. 6 упрощенно схематически показана альтернативная конструкция, в которой картомайзер 40 представляет собой мундштук для конструкции, больше похожей на коробку, в которой батарея 5 расположена в компоненте 20 питания с одной боковой стороны картомайзера 40. Возможны и другие конструкции.

Как было описано ранее, атомайзер является удлиненным и содержит нагревательную часть и пористую часть. Жидкость из резервуара подается к пористой части, которая поглощает жидкость и переносит ее капиллярным действием, также описываемым как перенос, к нагревателю, от которого тепловая энергия передается жидкости для ее испарения.

В соответствии с примерами, нагреватель имеет удлиненную конфигурацию или форму и обычно определяет внешний вид атомайзера. Под "удлиненным" подразумевается, что нагреватель имеет форму с длиной и шириной (например, наибольшую ширину в случае, если ширина изменяется по длине), при этом длина существенно превышает ширину. Например, длина может быть по меньшей мере в два раза больше ширины, или по меньшей мере в три раза больше, или по меньшей мере в четыре раза больше, или по меньшей мере в пять раз больше, или по меньшей мере в десять раз больше. Однако не исключены и другие значения.

Нагреватель может быть образован из плоского куска элемента из подходящего материала, который является электрически резистивным/проводящим, другими словами, способным проводить электрический ток. Это позволяет нагревателю повышать свою температуру за счет воздействия магнитного поля, создаваемого высокочастотным переменным током в рабочей катушке, за счет эффектов индукции, как отмечалось выше, когда магнитный поток индуцирует вихревые токи в материале нагревателя. В качестве альтернативы питание нагревателя может осуществляться непосредственно электрическим током, чтобы повышать его температуру, когда ток испытывает сопротивление материала нагревателя, под действием джоулева эффекта (омического нагрева или резистивного нагрева). Плоский элемент можно рассматривать как лист из соответствующего материала, размеры и форма которого имеют подходящие размеры для изготовления нагревателя. Из плоского элемента формируется нагреватель путем изгиба в неплоскую форму (элемент больше не лежит в одной плоскости). В соответствии с различными примерами изгиб можно рассматривать как сворачивание или сложение. Во всех случаях по меньшей мере часть плоского элемента изогнута в соответствии с соответствующим радиусом кривизны, чтобы создать удлиненную конфигурацию нагревателя.

На фиг. 7 показан вид в плане плоского элемента из электрически резистивного материала для формирования нагревателя в соответствии с примерами. Плоский элемент 100 имеет обычно прямоугольную форму с длиной L₁ и шириной L₂. Он имеет пару малых краев 102, которые противоположны и по существу параллельны друг другу и ширине L₂. Между малыми краями проходит пара основных краев 101, которые противоположны и по существу параллельны друг другу и ширине L₁. Части плоского элемента, расположенные рядом с краями, могут называться основными краевыми участками и малыми краевыми участками соответственно. Хотя в этом примере плоский элемент имеет обычную прямоугольную форму, это не существенно, и могут быть использованы более сложные формы, например, без прямых краев. Тем не менее, в целом, как правило, края, проходящие вдоль более длинного размера, являются основными краями, а края, проходящие вдоль более короткого размера, являются малыми краями. В качестве ширины может быть принята величина, равная наибольшему размеру в направлении, обычно параллельном более короткому размеру, а в качестве длины может быть принята величина в направлении, обычно параллельном более длинному размеру.

Плоский элемент 100 изогнут в требуемый нагреватель, который имеет удлиненную конфигурацию или форму. Примеры возможных искривлений описаны ниже.

На фиг. 8 очень упрощенно показано схематическое изображение удлиненного атомайзера 70, содержащего удлиненный нагреватель (отдельно не показан). Нагреватель, имеющий эту удлиненную конфигурацию, проходит между первым концом 72 и вторым концом 74 атомайзера. Нагреватель/атомайзер может быть закреплен для использования путем вставки первого конца 72 в гнездо 103, сформированное в опорной части или поддерживающей части 104. Опорная часть может по-разному входить в состав оболочки 80 или направляющего элемента 60 для потока, как, например, в примерах на фиг. 2-4. При необходимости в качестве альтернативы могут быть предложены другие конструкции опорной части. В любом случае нагреватель/атомайзер 70 может удерживаться и поддерживаться просто путем вставки в гнездо 103, если нагреватель/атомайзер 70 и гнездо 103 имеют одинаковые размеры, например, посредством фрикционной посадки. Это обеспечивает консольное расположение атомайзера. Первый конец 72 обеспечивает доступ к части из пористого материала, содержащейся в атомайзере, для впитывания, как описано ниже, и расположен так, чтобы принимать жидкость L из резервуара картомайзера, как показано на фиг. 3 или 4.

Удлиненная конфигурацию нагревателя имеет длину L_H и ширину W_H. Эти размеры могут иметь соотношение в диапазоне от L_H:W_H=от 2:1 до 6:1, например, или от 3:1 до 5:1. Длина не должна быть слишком большой, так как это может препятствовать попаданию жидкости в нижнюю часть удлиненного атомайзера. Кроме того, ширина не должна быть слишком большой, поскольку это увеличивает габаритные размеры картомайзера и корпуса (что требует соответствующего увеличения размеров рабочей катушки). В одном примере длина нагревателя удлиненной конфигурации составляет 12 мм, а ширина - 3 мм.

В некоторых примерах плоский элемент 100 изогнут вокруг оси, по существу параллельной малым краям 102, чтобы сблизить малые края друг с другом.

На фиг. 9 показан вид в плане примера плоского элемента 100 (или заготовки для формирования нагревателя) длиной L₁ и шириной L₂, как и раньше. Плоский элемент 100 имеет отношение длины к ширине, как правило, в диапазоне от 4:1 до 12:1, например, или от 6:1 до 10:1,ив некоторых примерах хорошо подходит для изготовления нагревателей сложенной удлиненной конфигурации. В одном примере длина L₁ составляет по существу 24 мм, а ширина - по существу 3 мм. Плоский элемент 100 имеет ось 105, показанную проходящей через его центральную часть параллельно направлению малых краев и ширине L₂ и по существу посередине между малыми краями 102. Чтобы сделать нагреватель из плоского элемента, плоский элемент 100 изгибают или сгибают вокруг оси 105, чтобы два малых края 102 оказались в непосредственной близости друг от друга; малые края 102 выполнены так, чтобы располагаться рядом друг с другом. Плоский элемент 100 фактически согнут вокруг оси 105 так, что части плоского элемента по обе стороны от оси 105 обращены друг к другу. Однако складка не является четко очерченной или резкой, а имеет форму кривизны плоского элемента. Это сделано для того, чтобы оставить пространство между двумя частями плоского элемента, которое ограничивает объем или полость для удержания или размещения пористого материала, необходимого для изготовления атомайзера из нагревателя.

На фиг. 10 показан вид сбоку в перспективе нагревателя 110, образованного таким образом из такого плоского элемента, как показанный на фиг. 9. Нагреватель 110 имеет сложенную форму, созданную, как описано выше, так что два малых края 102 плоского элемента сведены друг с другом за счет кривизны на средней оси плоского элемента. Расположенные рядом друг с другом малые края 102 образуют первый конец 72 нагревателя 110, а сложенная или изогнутая область образует второй конец 74 нагревателя 110. Две обращенные друг к другу части нагревателя по обе стороны от сгиба или изгиба имеют пространство между собой, которое представляет собой объем 112 для размещения пористого материала (не показан).

На фиг. 11 показан упрощенный схематический вид сбоку сложенного нагревателя 110, установленного путем вставки двух малых краев в гнездо 103, как в примере на фиг. 8. Поскольку нагреватель 110 сформирован путем сгибания, изгиба или скручивания плоского элемента, как правило, из листового материала, то сложенная форма может обладать определенной упругостью в сложенном положении, при этом малые края имеют склонностью к возврату к их состоянию до сложения (к разворачиванию в плоский элемент). Когда нагреватель 110 вставляется в гнездо 103 для консольного монтажа, два малых краевых участка будут стремиться отпружинить наружу, как показано стрелками на фиг. 11, и, следовательно, будут давить на боковую стенку гнезда 103. Это поможет удерживать нагреватель 110 на месте в гнезде 103. При необходимости на малых краевых участках могут быть вырезаны или проштампованы язычки, выемки и т.п., чтобы обеспечить зубчатые, зазубренные или другие формованные элементы поверхности, которые могут способствовать зацеплению концов 102 нагревателя с внутренней частью гнезда 103. Это может помочь или заменить любое смещение, чтобы удерживать нагреватель 110 в гнезде 103.

Изогнутая часть нагревателя 110 на втором конце 74 имеет радиус кривизны R (радиус изгиба) вокруг оси, параллельной средней оси 105 плоского элемента 100 (см. фиг. 9). Радиус кривизны обычно является небольшим, например в диапазоне от 0,25 до 2,5 мм, или от 0,75 до 1,0 мм, или от 0,5 до 1,5 мм. Радиус кривизны, предпочтительно, должен составлять не менее 0,25 мм, поскольку это может сделать изогнутую форму слишком хрупкой и уязвимой к поломке или защелкиванию. Радиус кривизны, превышающий 2,5 мм, может быть неподходящим, поскольку требует слишком большого количества фитильного (пористого) материала и, как правило, обеспечивает чрезмерный объем пористого материала и делает общие размеры нагревателя слишком большими. Радиус кривизны в пределах заданных диапазонов сближает обращенные друг к другу части нагревателя, так что объем 112 для пористого материала имеет умеренную вместимость и способен удерживать работоспособное количество пористого материала (не показано), по меньшей мере, в умеренно ограниченном состоянии, чтобы он не выпал из объема 112. Фактически, пористый материал может быть зажат между двумя половинами нагревателя 110.

Было установлено, что нагреватель, образованный путем простого изгиба в средней точке, может иметь тенденцию к отклонению сторон наружу, когда пористый материал в объеме 112 абсорбирует жидкость из резервуара и, следовательно, увеличивается в размере. Если материал нагревателя довольно тонкий и не обладает высокой степенью жесткости или структурной целостности, увеличение размера пористого материала может увеличить емкость объема 112. Это может иметь несколько эффектов. Пористый материал может менее надежно или плотно удерживаться нагревателем и иметь тенденцию выпадать, тем самым разбирая атомайзер. В устройстве индукционного нагрева (см. фиг. 5 и 6) измененная форма нагревателя изменит положение по меньшей мере частей нагревателя в магнитном поле рабочей катушки. Это, в свою очередь, может изменить уровень магнитного потока, который воздействует на нагреватель, изменяя степень нагрева по сравнению с заданным уровнем, так что это влияет на образование пара. Следовательно, может быть желательно ввести элементы, которые увеличивают структурную целостность или жесткость нагревателя.

На фиг. 9 показаны две линии 106, которые параллельны основным краям 101 и расположены примерно посередине между основными краями 101. Они проходят от малых краев 102 по направлению к оси 105 сгиба в средней точке, но не доходят до оси 105 сгиба. Эти линии или аналогичные линии могут быть использованы для формирования складок в плоском элементе путем выполнения сравнительно острых складок или сгибов вдоль положения линии 106 до изгиба плоского элемента вокруг средней оси 105 сгиба. Обе складки выполняют в одном направлении и образуют угловое образование в плоском элементе. Кривизна реализована так, что части плоского элемента по обе стороны кривой приведены в требуемое обращенное друг к другу состояние, при этом вогнутые грани сложенных образований обращены друг к другу.

На фиг. 12 показан вид в перспективе нагревателя 110, образованного таким образом, со складками. Складки могут быть описаны как продольные, поскольку они расположены по длине нагревателя 110. Складки 107 образуют углы, обращенные наружу. Они дают эффект увеличения прочности и жесткости нагревателя 110, так что он может лучше противостоять изгибу наружу под действием силы жидкости, абсорбированной пористым материалом в объеме 112. Кроме того, угловые поверхности, образованные складкой, заставляют нагреватель 110 расширяться вокруг большей части объема 112, так что пористый материал может надежнее удерживаться на месте.

В примере на фиг. 12 имеются складки по линиям 106, изображенным на фиг. 9, так что складки не возникают в области изгиба. Это может облегчить формирование кривизны, поскольку плоский элемент не будет сопротивляться такому изгибу в своей центральной области. Однако в качестве альтернативы две линии 106 сгиба могут быть заменены одной линией сгиба, проходящей по всей длине плоского элемента 100 через центральную часть, где будет образована криволинейная складка. В качестве альтернативы можно добавить больше складок. Например, каждая линия 106 на фиг. 9 может быть заменена двумя линиями 106, вдоль каждой из которых выполняется сгиб в одном направлении. Это даст два угла и три наклонные грани для каждой половины нагревателя, давая примерно шестиугольное поперечное сечение объема 112 вместо примерно квадратного поперечного сечения примера на фиг. 12. Дополнительные складки могут быть использованы, например, для придания большей структурной жесткости нагревателям, сделанным из очень тонкого и гибкого материала, хотя дополнительные складки обычно увеличивают сложность изготовления.

На фиг. 13 показан простой вид сбоку сложенного нагревателя 110, выполненного как атомайзер 70. Атомайзер 70 содержит сложенный нагреватель 110, такой как нагреватель на фиг. 10, и участок из пористого материала ИЗ, расположенный внутри объема 112, ограниченного кривизной плоского элемента, из которого образован нагреватель 110. Пористый материал может содержать любой подходящий фитильный материал. Например, он может быть изготовлен из волокон, которые сгруппированы, собраны, уложены, сотканы или вплетены в ткань или волокнистую массу, где между соседними волокнами имеются промежутки, обеспечивающие капиллярный эффект для абсорбирования и впитывания. Примеры волокнистых материалов включают в себя хлопок (включая органический хлопок), керамические волокна и волокна диоксида кремния. Другие подходящие материалы не исключены и будут очевидны специалисту.

Плоский элемент не ограничен простой прямоугольной формой, как в примере на фиг. 9. На фиг. 14 показаны виды сверху нескольких альтернативных форм. В этом случае каждый плоский элемент имеет фасонные концевые части меньшей ширины. Это малые края, соединяемые складыванием для вставки в гнездо для установки атомайзера, а уменьшенная ширина позволяет использовать меньшее гнездо без уменьшения количества материала нагревателя, доступного для нагрева и испарения жидкости. Некоторые примеры включают в себя узкую центральную часть, ширина которой уменьшена по сравнению с шириной на концах; это может упростить формирование кривой сгиба, поскольку необходимо сгибать меньшее количество материала, что позволяет использовать меньшее усилие.

Отметим также, что многие из плоских элементов на фиг. 14 включают в себя множество перфорационных отверстий, которые являются отверстиями, вырезанными или пробитыми в материале плоского элемента. Каждое отверстие мало по сравнению с площадью плоского элемента, причем отверстия сравнительно плотно расположены и равномерно распределены по плоскому элементу, так что имеется много отверстий. Отверстия могут быть круглыми, или, например, могут быть удлиненными или иметь форму прорези, как в трех примерах справа на фиг. 14. Назначение отверстий состоит в том, чтобы образованный пар мог легче выходить из атомайзера в аэрозольную камеру, чтобы его собирал воздушный поток, проходящий через аэрозольную камеру. Жидкость в пористом материале внутри атомайзера испаряется за счет тепла нагревателя и может вытекать наружу через перфорационные отверстия в свободное пространство аэрозольной камеры.

При проектировании нагревателя может возникнуть необходимость уравновесить повышенную легкость потока пара, обеспечиваемую дополнительными перфорационными отверстиями, с уменьшенным количеством материала нагревателя, доступного для нагрева. Соответственно, можно рассматривать оптимальную общую площадь перфорационных отверстий по сравнению с площадью материала нагревателя, который генерирует тепло и обеспечивает его испарение. Если задается общая площадь материала нагревателя без каких-либо отверстий, то диапазон для общей площади, занимаемой перфорацией, может быть в диапазоне примерно от 5 до 30%, например примерно 20% от общей площади материала нагревателя. В любом случае полезно, чтобы общая площадь перфорационных отверстий не превышала примерно 50% из-за производственных ограничений. Кроме того, слишком большая открытая площадь (общая площадь перфорационных отверстий) может привести к плохой индуктивной связи в случае использования индукционного нагрева, в то время как слишком маленькая открытая площадь затрудняет выход образующегося пара из пористого материала.

Перфорация, отверстия или проемы могут быть предусмотрены для другой цели. Обращаясь к фиг. 11, можно понять, что малые концевые части нагревателя вставляются в гнездо для установки атомайзера. Хотя это часть нагревателя, расположенная в аэрозольной камере, которая предназначена для повышения температуры в целях нагрева (в индукционной схеме эта неподдерживаемая часть нагревателя является частью, расположенной в магнитном поле рабочей катушки), свойства теплопроводности материала нагревателя означают, что тепло будет проводиться к поддерживаемому концу внутри гнезда. Это может быть приемлемо, если гнездо изготовлено из термостойкого материала, но в противном случае или по другим причинам может быть предпочтительным минимизировать повышение температуры на поддерживаемом конце нагревателя. Это может быть достигнуто путем создания линии или линий перфорации поперек плоского элемента, параллельных малым краям.

На фиг. 15 показан вид в плане примера плоского элемента, сконфигурированного таким образом. Линия перфорации, дырок, проемов или отверстий 114 прорезана в материале плоского элемента 100 по направлению к каждому из малых краев 102. Перфорационные отверстия должны быть достаточно большими (по общей площади всех перфорационных отверстий в линии) для удаления необходимого материала с плоского элемента и уменьшения передачи тепла за счет теплопроводности от одной стороны линии к другой. Таким образом, плоский элемент разделен линиями перфорации 114 на центральную часть 100А, в которой сформирована криволинейная складка и которая образует часть, в которой генерируется тепло, и две концевые части 100 В, примыкающие к малым краям 102. Перфорационные отверстия уменьшают перемещение тепла от центральной части 100А к концевым частям 110В и, следовательно, уменьшают количество тепла, которое воздействует на остальную часть картомайзера через соединение нагревателя с картомайзером в гнезде.

На фиг. 16 показан вид в перспективе плоского элемента, показанного на фиг. 15, сформированного в сложенный нагреватель 100.

Перфорационные отверстия для выхода пара и перфорационные отверстия для подавления теплопроводности могут быть объединены в одном нагревателе. Два типа перфорации могут иметь, например, разный размер или форму.

В качестве альтернативы нагреватель может быть изготовлен из плоского элемента путем изгиба плоского элемента вокруг другой оси, ортогональной оси, используемой в сложенном варианте осуществления изобретения.

На фиг. 17 показан вид в плане примера плоского элемента для изготовления альтернативного удлиненного нагревателя. Как и прежде, плоский элемент 100 имеет прямоугольную форму, ограниченную двумя противоположными основными краями 101 и двумя противоположными малыми краями 102. Длина, параллельная основным краям, и, следовательно, представляющая собой более длинный размер, равна L₁, а ширина, параллельная малым краям, и, следовательно, представляющая собой более короткий размер, равна L₂.Чтобы сформировать нагреватель с надлежащими пропорциями, соотношение этих размеров L₁:L₂ может находиться в диапазоне от 2:π до 6:π, например, или от 3:π до 5:π, хотя другие пропорции не исключены. Области или части плоского элемента 100, смежные с основными краями 101, можно рассматривать как основные краевые участки 101А.

Чтобы сформировать нагреватель из плоского элемента 100, плоскому элементу придают изогнутую форму, при которой кривизна проходит вокруг оси, параллельной длине плоского элемента, другими словами, параллельной линии, обозначенной позицией 114 на фиг. 17. Изгибающее действие можно рассматривать как сворачивание плоского элемента 100, обозначенное изогнутой стрелкой на фиг. 17, так что плоский элемент сворачивают в форму трубки. Следовательно, нагреватель имеет трубчатую форму с длиной L_H, превышающей его ширину W_H (диаметр в случае цилиндрической трубки), чтобы обеспечить требуемую удлиненную форму для нагревателя. Трубка может иметь, например, круглое поперечное сечение в плоскости, ортогональной длине, но это не требуется, и могут быть использованы другие формы. Например, поперечное сечение может иметь овальную форму.

Следовательно, в этом примере изгиб плоского элемента происходит по всей длине плоского элемента в направлении ширины. Это отличается от примеров сложенного нагревателя, показанного на фиг. 9-13, в котором изгиб выполнен над центральной частью плоского элемента только в направлении длины.

На фиг. 18А показан вид с торца примера нагревателя 110 трубчатой формы, который может быть образован из плоского элемента, такого как элемент, показанный на фиг. 17. Плоскому элементу придана кривизна путем его сворачивания вокруг центральной оси х, которая параллельна длине плоского элемента, чтобы основные края 101 плоского элемента прилегали друг к другу, и для получения цилиндрической трубки с круглым поперечным сечением. Это дает нагреватель 110 трубчатой формы. В этом примере плоский элемент скручен таким образом, что два основных краевых участка 101А плоского элемента, находящихся рядом с основными краями 101, перекрывали друг друга. Трубчатая форма позволяет изогнутому плоскому элементу образовывать центральный цилиндрический объем 112, представляющий собой полое пространство внутри трубки. Этот объем предназначен для размещения части пористого материала, позволяющего использовать нагреватель 110 в атомайзере.

На фиг. 18В показан вид сбоку в перспективе нагревателя 110, показанного на фиг. 18А.

В этой конфигурации, где основные краевые участки 101А перекрываются, трубка сформирована в виде закрытой трубчатой формы, в которой нет отверстий по длине L_H нагревателя 110. Есть два варианта реализации этого. В первом варианте перекрывающиеся участки 101А можно оставить отделенными друг от друга. Следовательно, они могут свободно скользить друг по другу, чтобы уменьшить или расширить окружность трубки и, следовательно, изменить вместимость объема 112. Это может быть полезно при установке пористого материала в объем при изготовлении атомайзера. Пористый материал обычно должен плотно или туго входить в трубку, чтобы он не выпадал, когда атомайзер находится в вертикальном положении, поэтому, если трубка может быть расширена, пористый материал легче установить. Затем трубка может вернуться к своей исходной окружности для более плотного захвата пористого материала. Кроме того, регулировка, обеспечиваемая перекрытием, может позволить нагревателю приспосабливаться к изменениям объема пористого материала, если он поглощает больше или меньше жидкости.

Во втором варианте перекрывающиеся части 101А могут быть прикреплены друг к другу или соединены друг с другом для создания трубы фиксированной окружности и фиксированного объема. Перекрытие может быть закреплено, например, сваркой или опрессовкой, или любым способом, способным выдерживать повышение температуры во время работы нагревателя. Фиксированный размер нагревателя может быть предпочтительным в конструкциях, где ширина аэрозольной камеры вокруг нагревателя мала, так что увеличение объема атомайзера может ограничивать поток воздуха через атомайзер или способствовать образованию капель в уменьшенном пространстве.

В еще одном альтернативном варианте плоскому элементу может быть придана форма путем сворачивания вокруг оси X таким образом, что основные края примыкают друг к другу с обеих сторон небольшого промежуточного зазора. Основные края не соприкасаются, и основные краевые участки не перекрываются.

На фиг. 19А показан вид с торца примера нагревателя 110, сформированного таким образом. Как и в предыдущем примере, трубчатая форма нагревателя 110 имеет круглое поперечное сечение в плоскости, параллельной ширине, при этом плоский элемент изогнут, чтобы ограничить центральный цилиндрический объем 112 для размещения пористого материала. Два основных края 101 обращены друг к другу по обе стороны от зазора или пространства 116.

На фиг. 19В показан вид сбоку в перспективе нагревателя, показанного на фиг. 19А. Зазор 116 между смежными основными краями 101 проходит по всей длине нагревателя. Следовательно, трубчатая форма нагревателя открыта по длине нагревателя. Эта конфигурация может быть полезной для облегчения выхода пара, образующегося при нагревании жидкости, содержащейся в пористом материале, размещенном в объеме 112, через зазор 116 в аэрозольную камеру. Кроме того, если материал плоского элемента достаточно тонкий, чтобы допустить некоторое изгибание трубчатой формы, окружность нагревателя может изменяться с изменениями размера пористого материала, как описано для примера перекрывающихся краевых участков, где краевые участки свободны и не прикреплены друг к другу.

Когда нагреватель с удлиненной трубчатой конфигурации формируется в атомайзер путем добавления пористого материала в объем 116 внутри трубки, существует риск того, что пористый материал может выпасть из нижнего конца трубки, когда атомайзер находится в вертикальном положении. Трубка открыта на нижнем конце, поэтому пористый материал может скользить вниз, например, когда он становится тяжелее и больше смазывается поглощенной жидкостью. Плотно прилегающая часть пористого материала может избежать этого эффекта.

Альтернативный подход - сформировать трубчатый нагреватель с закрытым концом.

На фиг. 20 показан вид сверху плоского элемента, сконфигурированного для образования удлиненного нагревателя трубчатой формы с закрытым концом. Плоский элемент 100 содержит по существу прямоугольную часть, как в предыдущих примерах, ограниченную двумя основными краями 101 и двумя малыми краями 102. Также предусмотрена торцевая часть в форме фасонной части 118 с размером и формой, соответствующими предполагаемому поперечному сечению трубы, в которую должен быть свернут плоский элемент 100. Фасонный участок 118 соединен с одним из малых краев 102 и проходит наружу от него в области 119 соединения. Нагреватель формируется, как и раньше, путем сворачивания плоского элемента в процессе сворачивания вокруг оси, параллельной длине, с образованием трубки, открытой с обоих концов. Затем торцевую часть 118 загибают внутрь, сгибая область 119 соединения. Перемещая торцевую часть 118 примерно на 90 градусов, торцевую часть перемещают в положение, в котором она по существу закрывает открытый конец трубки, тем самым образуя трубку, закрытую с одного конца. В этом примере показано, что торцевая часть имеет овальную форму, подходящую для закрытия конца трубы с овальным поперечным сечением.

Может быть предпочтительным осуществлять изготовление путем вставки необходимого пористого материала в объем 112, ограниченный изогнутым плоским элементом, через нижний конец трубки, пока он еще открыт, а затем загибания торцевой части в положение, закрывающее конец трубки. В качестве альтернативы, как для трубок с открытым концом, так и для трубок с закрытым концом, пористый материал может быть помещен на плоский элемент, пока он еще плоский, и плоский элемент сворачивают вокруг пористого материала для создания трубчатой формы.

Нет необходимости, чтобы концевая часть полностью закрывала конец трубки. Зазор или открытое пространство вокруг части или всего края торцевой части может быть полезным, позволяя пару выходить из объема в нагревателе в аэрозольную камеру вокруг нагревателя. Следовательно, нет необходимости формировать какое-либо уплотнение или соединение по краю торцевой части. Кроме того, торцевая часть может быть, в частности, выполнена с возможностью обеспечивать выход пара из атомайзера за счет обеспечения потенциальной поддержки под пористым материалом при только частичном закрытии конца трубки. Например, торцевая часть может иметь размер и/или форму, которые меньше поперечного сечения трубки, чтобы увеличить размер зазора вокруг торцевой части, когда она загнута на место. Торцевая часть может быть снабжена отверстиями для прохождения пара. Следовательно, как правило, торцевая часть по меньшей мере частично закрывает или покрывает нижний конец трубки нагревателя.

Пористый материал, помещенный в объем 112 для образования атомайзера из нагревателя, может быть сформирован из волокон различных материалов, как описано выше в отношении нагревателя сложенной конфигурации. В этом случае часть пористого материала может быть использована для заполнения или частичного заполнения объема 112 внутри трубки нагревателя. Затем трубка может быть вставлена в гнездо в компоненте картомайзера, чтобы поддерживать нагреватель в требуемом консольном положении.

Альтернативой волокнистому материалу, который особенно совместим с формой трубчатого нагревателя, является пористый элемент в виде стержня или палочки из пористого керамического материала. Пористая керамика содержит сеть крошечных пор или пустот, которые способны поддерживать капиллярное действие и, следовательно, обеспечивать фитильную способность поглощать жидкость из резервуара и доставлять ее в окрестность нагревателя для испарения. В данном контексте стержень из пористой керамики может быть вставлен в трубчатый нагреватель после того, как сформирован нагреватель. В этом может помочь расширяемая окружность нагревателя, обеспечиваемая нефиксированными основными краями; окружность может быть открыта для облегчения введения стержня, а затем свернутая конфигурация позволит нагревателю снова сжиматься вокруг стержня, тем самым плотно сжимая его для хорошего контакта между нагревателем и керамикой. Для этого стержень и трубка в идеале должны иметь одинаковую форму поперечного сечения, хотя общий эффект одинаков для несовпадающих форм. Однако контакт будет уменьшен, так что передача тепла жидкости может быть уменьшена. Однако некоторые зазоры между внешней поверхностью керамического стержня и внутренней поверхностью нагревателя могут способствовать выходу пара в аэрозольную камеру. Если нагреватель имеет закрытый нижний конец, как описано со ссылкой на фиг. 20, то может быть допустимой более свободная посадка между нагревателем и керамическим стержнем, поскольку нагреватель не должен захватывать керамику, чтобы удерживать атомайзер в собранном виде.

В качестве альтернативы атомайзер может быть изготовлен путем использования керамического стержня и последующего сворачивания плоского элемента вокруг стержня либо туго, либо свободно, как предпочтительно.

Размер керамического стержня может быть таким, чтобы он был полностью заключен внутри нагревателя в собранном атомайзере. Он может иметь такую же длину, как и нагреватель, или, например, может быть короче, чем нагреватель. Нагреватель, являющийся внешней частью атомайзера, затем вставляют в гнездо картомайзера для установки атомайзера.

На фиг. 21 показан вид сбоку в перспективе альтернативной конфигурации. Атомайзер 70 содержит нагреватель 110 трубчатой формы, свернутый вокруг пористого элемента в виде керамического стержня 120. Керамический стержень 120, предпочтительно, совмещен с нижним краем 102А нагревателя 110 у его основания для эффективного нагрева жидкости в нижней части стержня без каких-либо потерь тепловой энергии. Однако на верхнем конце керамический стержень 120 выступает над верхним краем 102В нагревателя 110. Это позволяет устанавливать атомайзер в гнездо только с помощью керамического стержня 120. Нагреватель 110 не должен контактировать с гнездом, так что потенциально нежелательная теплопередача от нагревателя к материалу гнезда может быть уменьшена или исключена.

Чтобы улучшить выпуск пара из атомайзера в аэрозольную камеру, нагреватель трубчатой формы может быть снабжен перфорацией или отверстиями, как описано для нагревателя сложенной формы со ссылкой на фиг. 14. Перфорации могут быть выполнены с равномерным распределением по всей поверхности нагревателя или только по части поверхности нагревателя, или могут быть выполнены с различной плотностью (число отверстий на единицу площади) в разных частях нагревателя. Перфорационные отверстия, как и ранее, могут иметь любую форму.

На фиг. 22 показан вид сбоку в перспективе удлиненного нагревателя 110 трубчатой формы, который снабжен перфорационными отверстиями 122, которые равномерно распределены по всей поверхности нагревателя. Таким образом, пар может с одинаковой легкостью уходить из всех частей атомайзера. Как и в случае нагревателя сложенной формы при проектировании нагревателя может быть желательно уравновесить повышенную легкость потока пара, обеспечиваемую дополнительными перфорационными отверстиями, с уменьшенным количеством материала нагревателя, доступного для нагрева. Соответственно, можно рассматривать оптимальную общую площадь перфорационных отверстий по сравнению с площадью материала нагревателя, который генерирует и доставляет тепло для испарения. Если задать общую площадь материала нагревателя без каких-либо отверстий, то диапазон для общей площади, занимаемой перфорацией, может быть в диапазоне примерно от 5 до 30%, например примерно 20%, от общей площади материала нагревателя. В любом случае полезно, чтобы общая площадь перфорационных отверстий не превышала примерно 50% из-за производственных ограничений. Кроме того, слишком большая открытая площадь (общая площадь перфорационных отверстий) может привести к плохой индуктивной связи в случае использования индукционного нагрева, в то время как слишком маленькая открытая площадь затрудняет выход образующегося пара из пористого материала. Кроме того, большая открытая площадь, чем используемая для удлиненного нагревателя сложенной формы, может быть полезной для обеспечения адекватного выхода пара за счет отсутствия конфигурации с открытыми сторонами сложенной формы. Общая площадь материала нагревателя может представлять собой, например, общую площадь плоского элемента.

Пример атомайзера на фиг. 21 может быть установлен в гнездо керамическим пористым элементом, как обсуждалось выше. Это предохраняет гнездо от прямого воздействия тепла от нагревателя. В примерах, где атомайзер устанавливается путем вставки нагревателя в гнездо, может быть полезно уменьшить количество тепла, которое может распространяться от нагревателя к материалу гнезда. Для нагревателя трубчатой формы можно использовать тот же подход, что и для нагревателя сложенной формы, описанного со ссылкой на фиг. 15 и 16. В плоском элементе могут быть выполнены одна или несколько линий перфорации, по существу параллельных малому краю, выступающему в качестве верхнего края нагревателя, и ближе к этому малому краю, чем к противоположному малому краю. Часть плоского элемента ниже линии перфорации, которая является основной частью, предназначена для действия как токоприемник в случаях, когда используется индукционный нагрев, и, следовательно, будет частью нагревателя, в которой вырабатывается тепловая энергия. Часть плоского элемента над линией перфорации, которая является малым участком, представляет собой часть, которая вставляется в гнездо, поддерживающее нагреватель, и, следовательно, будет той частью, где желателен минимальный нагрев. Перфорация за счет уменьшения количества материала, доступного для теплопроводности, уменьшит распространение тепла от токоприемной части к монтажной части гнезда, поэтому воздействие тепла на гнездо уменьшается.

На фиг. 23 показан вид сбоку в перспективе удлиненного нагревателя 110 трубчатой формы, который снабжен единственной линией перфораций, дырок или отверстий 114 с целью уменьшения теплопроводности к части нагревателя 110, устанавливаемой в гнездо.

Свернутая конструкция примеров нагревателей трубчатой формы может предоставить нагреватель с достаточной степенью структурной жесткости или целостности, чтобы он сохранял требуемую форму и поддерживал пористый элемент внутри себя независимо от ориентации системы подачи пара.

Для сложенных или трубчатых (свернутых) нагревателей плоский элемент должен быть изготовлен из электропроводящего материала, обладающего достаточным сопротивлением, чтобы обеспечить нагрев либо за счет индукционных эффектов через наведенные вихревые токи, либо за счет прямой подачи электрического тока через нагреватель. Плоский элемент представляет собой лист и, следовательно, может быть листом из металлического материала, причем подходящие металлы включают в себя низкоуглеродистую сталь, ферритную нержавеющую сталь, алюминий, никель, нихром (хромоникелевый сплав) и сплавы этих материалов. Также лист может быть многослойным и состоять из двух или более материалов. Толщина листа должна быть достаточно тонкой, чтобы можно было сформировать изогнутую форму, чтобы для изготовления нагревателя не требовалось чрезмерное усилие, и достаточно толстой, чтобы сохранять изогнутую форму после ее формирования без возврата плоского элемента обратно в плоский лист, и для сдерживания любого индуцированного смещения, такого как тенденция сложенного нагревателя к отпружиниванию на малых краях или тенденция свернутого нагревателя к восстановлению своей первоначальной окружности после принудительного увеличения. Кроме того, может быть необходимо сбалансировать толщину листа, которая удовлетворяет этим требованиям, с необходимостью обеспечить достаточный объем резистивного материала для обеспечения достаточного нагрева (напомним, что в некоторых примерах количество материала уменьшено за счет перфорации). Соответственно, толщина плоского элемента может находиться в диапазоне от около 10 до около 70 мкм, например от около 20 до около 50 мкм или от около 30 до около 40 мкм. Эти значения могут представлять собой общую толщину листа, включая любые поддерживающие элементы или покрытия. Если толщина недостаточна, то нагреватель может не обладать надлежащей прочностью конструкции, хотя это можно компенсировать посредством дополнительных материалов компонентов. Подходящие значения толщины могут варьироваться в зависимости от различных вариантов реализации, например для сложенной формы и трубчатой формы.

Как отмечалось, нагреватель в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой токоприемник для индукционного нагрева, как описано в отношении картомайзеров, показанных на фиг. 2-6. Для индукционного нагрева не требуется никаких электрических подключений к нагревателю. В качестве альтернативы описанный выше нагреватель можно использовать как часть атомайзера, который работает за счет джоулева или омического нагрева, и в этом случае необходимо выполнить электрические соединения с нагревателем, чтобы обеспечить прохождение электрического тока через нагреватель. В любом случае атомайзер, образованный из нагревателя, может поддерживаться путем установки в гнезде, как описано выше, или с помощью других средств, при этом установка может поддерживать или не поддерживать нагреватель консольным образом.

В заключение, для решения различных задач и развития уровня техники в этом описании на примере показаны различные варианты осуществления, посредством которых можно на практике реализовать изобретение. Преимущества и признаки раскрытия представляют собой всего лишь иллюстративные примеры вариантов осуществления изобретения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для того, чтобы способствовать пониманию и передать идеи заявленного изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, конструкции и/или другие аспекты раскрытия не следует рассматривать как ограничения раскрытия, заданного формулой изобретения или ограничениями на эквиваленты формулы изобретения, и что, не отклоняясь от объема формулы изобретения, можно применять другие варианты осуществления и выполнять модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут должным образом содержать, состоять из или по существу состоять из различных сочетаний описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д., отличных от описанных в этом документе. Изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные явно, но которые могут быть заявлены в будущем.

Группа изобретений относится к табачной промышленности, в частности к системам для имитации процесса табакокурения. Атомайзер для электронной системы подачи пара содержит нагреватель для испарения аэрозолируемого субстратного материала и часть из пористого материала для переноса аэрозолируемого субстратного материала к нагревателю. Нагреватель имеет удлиненную форму и выполнен из плоского элемента из электрически резистивного материала, имеющего длину, ширину и две пары противоположных краев, содержащих два основных края, по существу параллельных длине, и два малых края, по существу параллельных ширине. Плоский элемент изогнут для образования удлиненной формы нагревателя так, что края одной из пар противоположных краев расположены рядом друг с другом. Изогнутый плоский элемент ограничивает объем, в который помещена часть из пористого материала. Заявлены картридж и электронная система подачи пара. Достигается технический результат – упрощение конструкции атомайзера без уменьшения количества нагреваемого материала. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Атомайзер для электронной системы подачи пара, содержащий нагреватель для испарения аэрозолируемого субстратного материала и часть из пористого материала для переноса аэрозолируемого субстратного материала к нагревателю, причем нагреватель имеет удлиненную форму и выполнен из плоского элемента из электрически резистивного материала, имеющего длину, ширину и две пары противоположных краев, содержащих два основных края, по существу параллельных длине, и два малых края, по существу параллельных ширине, при этом плоский элемент изогнут для образования удлиненной формы нагревателя так, что края одной из пар противоположных краев расположены рядом друг с другом, причем изогнутый плоский элемент ограничивает объем, при этом указанная часть из пористого материала помещена в указанный объем.

2. Атомайзер по п. 1, в котором плоский элемент изогнут вокруг оси, по существу параллельной длине, так, что два основных края расположены рядом друг с другом, образуя нагреватель по существу трубчатой формы.

3. Атомайзер по п. 2, в котором два основных края расположены так, что основные краевые участки плоского элемента перекрывают друг друга, образуя нагреватель трубчатой формы, закрытый вдоль длины нагревателя.

4. Атомайзер по п. 3, в котором перекрывающиеся основные краевые участки выполнены с возможностью скольжения друг по другу для изменения вместимости объема.

5. Атомайзер по п. 3, в котором перекрывающиеся основные краевые участки соединены друг с другом для образования объема фиксированной вместимости.

6. Атомайзер по п. 2, в котором два основных края расположены с промежуточным зазором для образования нагревателя трубчатой формы, открытой вдоль длины нагревателя.

7. Атомайзер по любому из пп. 2-6, в котором трубчатая форма имеет по существу круглое поперечное сечение в плоскости, параллельной малым краям.

8. Атомайзер по любому из пп. 2-7, в котором плоский элемент дополнительно содержит торцевую часть, причем торцевая часть выступает от одного из упомянутых малых краев и загнута относительно этого малого края, чтобы по меньшей мере частично закрыть конец трубчатой формы нагревателя.

9. Атомайзер по п. 1, в котором плоский элемент изогнут вокруг оси, по существу параллельной ширине, посередине или рядом с серединой между двумя малыми краями так, что два малых края расположены рядом друг с другом для образования нагревателя по существу сложенной формы.

10. Атомайзер по п. 9, в котором плоский элемент изогнут вокруг оси с радиусом кривизны, по существу находящимся в диапазоне от 0,25 до 2,5 мм.

11. Атомайзер по п. 9 или 10, в котором плоский элемент имеет по меньшей мере одну продольную складку, образованную на нем по существу параллельно двум основным краям и образующую вогнутую поверхность для объема.

12. Атомайзер по п. 11, в котором по меньшей мере одна продольная складка содержит две продольные складки, каждая из которых проходит от малого края к середине нагревательного элемента.

13. Атомайзер по любому из пп. 1-12, в котором длина плоского элемента равна L₁, а ширина плоского элемента равна L₂, причем отношение L₁:L₂ по существу лежит в диапазоне от 4:1 до 12:1 или от 2:π до 6:π.

14. Атомайзер по любому из пп. 1-13, в котором удлиненная форма нагревателя имеет такие длину L_H и ширину W_H, что отношение L_H:W_H по существу лежит в диапазоне от 2:1 до 6:1.

15. Атомайзер по любому из пп. 1-14, в котором электрически резистивный материал является металлическим.

16. Атомайзер по п. 15, в котором электрически резистивный материал является одним из следующих: низкоуглеродистая сталь, ферритная нержавеющая сталь, алюминий, никель, нихром или сплав этих материалов.

17. Атомайзер по любому из пп. 1-16, в котором плоский элемент имеет множество перфорационных отверстий.

18. Атомайзер по п. 17, в котором множество перфорационных отверстий предназначены для выхода испарившегося аэрозолируемого субстратного материала из объема.

19. Атомайзер по п. 18, в котором множество перфорационных отверстий распределены по всей или по большей части площади плоского элемента.

20. Атомайзер по любому из пп. 17-19, в котором множество перфорационных отверстий содержит линию или линии перфорационных отверстий, по существу параллельных ширине плоского элемента, для сокращения теплопередачи в материале плоского элемента через линию или линии перфорационных отверстий.

21. Атомайзер по любому из пп. 1-20, в котором нагреватель представляет собой токоприемник, выполненный с возможностью размещения в колеблющемся магнитном поле для нагрева посредством индукции.

22. Атомайзер по любому из пп. 1-20, в котором нагреватель выполнен в виде резистивного нагревательного элемента для прохождения электрического тока для нагрева посредством джоулева нагрева.

23. Атомайзер по любому из пп. 1-22, в котором пористый материал содержит хлопок или органический хлопок.

24. Атомайзер по любому из пп. 1-22, в котором пористый материал содержит стержень из пористой керамики.

25. Атомайзер по любому из пп. 1-24, который дополнительно содержит опорный элемент, имеющий опорную часть, образующую гнездо, в которое вставлены один или оба малых края плоского элемента, так что нагреватель поддерживается только за один конец удлиненной формы в консольном расположении.

26. Картридж для электронной системы подачи пара, содержащий атомайзер по любому из пп. 1-25 и резервуар, содержащий аэрозолируемый субстратный материал для испарения нагревателем.

27. Электронная система подачи пара, содержащая атомайзер по любому из пп. 1-25 или картридж по п. 26.