КАРТРИДЖ ДЛЯ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ПАРА И СИСТЕМА ПОДАЧИ ПАРА Российский патент 2024 года по МПК A24F40/42 A24F40/46 A24F40/48 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оболочке атомайзера для системы подачи пара, к картомайзеру для системы подачи пара и к системе подачи пара, содержащей такую оболочку атомайзера.

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 числа частей. Следовательно, чтобы их можно было эффективно производить в больших количествах по низкой цене с минимальными отходами. Поэтому представляют интерес картомайзеры, имеющие простую конструкцию.

Раскрытие сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложена оболочка для по меньшей мере частичного окружения атомайзера системы подачи пара, чтобы ограничить аэрозольную камеру вокруг атомайзера, при этом атомайзер расположен по меньшей мере частично снаружи по отношению к внешним размерам резервуара для аэрозолируемого субстратного материала, из которого получают аэрозоль посредством атомайзера, причем корпус содержит: по меньшей мере одну стенку, ограничивающую аэрозольную камеру; соединительную часть, с помощью которой оболочка может проходить наружу от корпуса, ограничивающего резервуар; одно или несколько отверстий в по меньшей мере одной стенке, чтобы позволить аэрозолируемому субстратному материалу поступать в аэрозольную камеру из резервуара и выходить аэрозолю из аэрозольной камеры; и одно или несколько отверстий в по меньшей мере одной стенке, позволяющие воздуху проникать в аэрозольную камеру.

В соответствии со вторым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложен картридж для системы подачи пара, содержащий оболочку в соответствии с первым аспектом и резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, из которого выступает оболочка.

В соответствии с третьим аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложена система подачи пара или картридж для системы подачи пара, содержащие оболочку в соответствии с первым аспектом, резервуар, содержащий аэрозолируемый субстратный материал, из которого выступает оболочка, мундштук с выпускным отверстием для вдыхания аэрозоля, образованного из аэрозолируемого субстратного материала, первый герметизирующий слой, расположенный над одним или несколькими отверстиями оболочки, и второй герметизирующий слой, расположенный над выходным отверстием мундштука, причем герметизирующие слои предназначены для удаления пользователем перед использованием системы подачи пара или картриджа.

В соответствии с четвертым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложен картридж в соответствии со вторым аспектом или система подачи пара в соответствии с третьим аспектом, содержащие корпус, ограничивающий резервуар, с которым соединена оболочка, причем соединение закреплено клеем или сваркой.

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 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, например, изложенными ниже, но включает в себя и предполагает любые подходящие сочетания представленных здесь признаков. Например, оболочка атомайзера или система подачи пара, включающая в себя оболочку атомайзера, 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 поперечное сечение примера электронной сигареты, содержащей картомайзер и блок управления;

на фиг. 2 – внешний вид в перспективе по частям примера картомайзера, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения;

на фиг. 3 – вид в перспективе с частичным вырезом картомайзера, показанного на фиг. 2, в собранном виде;

на фиг. 4, 4(A), 4(B) и 4(C) – упрощенные схематические сечения 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 – весьма схематический вид в разрезе части оболочки атомайзера и корпуса резервуара картомайзера, соединенных друг с другом посредством первого примерного устройства;

на фиг. 8 – весьма схематический вид в разрезе части оболочки атомайзера и корпуса резервуара картомайзера, соединенных друг с другом посредством второго примерного устройства;

на фиг. 9 – весьма схематический вид сбоку в разрезе картомайзера с оболочкой атомайзера, выполненной как единое целое, в соответствии с примером;

на фиг. 10 – схематичный вид сбоку в разрезе оболочки атомайзера с отверстиями для забора воздуха в соответствии с примером;

на фиг. 11 – вид в плане оболочки атомайзера с впускным воздушным клапаном в соответствии с примером;

на фиг. 12 – сильно упрощенный схематический вид сбоку в разрезе картомайзера с герметизирующими слоями в соответствии с первым примером;

на фиг. 13 – сильно упрощенный схематический вид сбоку в разрезе картомайзера с герметизирующим слоем в соответствии с другим примером; и

на фиг. 14 – схематический вид сбоку в разрезе оболочки атомайзера с рисунком на внутренней поверхности в соответствии с примером.

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 устройства 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 применяться 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, предназначен 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, который включает в себя несколько меньших частей или элементов, возможно, внутри внешнего корпуса или стенки. Электронная сигарета может быть сформирована или построена из одного или нескольких таких компонентов, при этом компоненты могут быть съемными или раздельно соединяемыми друг с другом или могут быть перманентно соединены друг с другом во время производства для образования целой электронной сигареты. Настоящее раскрытие применимо (но не ограничиваясь этим) к системам, содержащим два компонента, которые можно раздельно соединить друг с другом и которые выполнены, например, как компонент, несущий 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, несущего аэрозолируемый субстратный материал, но описание не ограничено в этом отношении и применимо к любой конфигурации части или компонента, несущего аэрозолируемый субстратный материал. Кроме того, такой компонент может включать в себя больше или меньше частей, чем те, которые включены в примеры.

Настоящее раскрытие, в частности, касается систем подачи пара и их компонентов, в которых используется аэрозолируемый субстратный материал в форме жидкости или геля, который содержится в резервуаре, емкости, контейнере или другой емкости, содержащейся в системе. Имеется устройство для доставки субстратного материала из резервуара с целью подачи его 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 раскрытия.

На фиг. 1 представлен весьма схематический вид (не в масштабе) типового примера системы подачи аэрозоля/пара, такой как электронная сигарета 10, представленного с целью демонстрации взаимосвязи между различными частями типичной системы и объяснения общих принципов работы. Электронная сигарета 10 в целом имеет удлиненную форму, проходящую в этом примере вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией, и содержит два основных компонента, а именно: управляющий или питающий компонент, секцию или блок 20, и картридж, или секцию 30 в сборе (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, содержащий такой состав, как жидкость или гель, из которого получают аэрозоль, например, содержащую 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 является резервуаром для хранения и представляет собой контейнер или сосуд, в котором можно хранить исходную 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 они могли впитывать исходную жидкость и передавать ее посредством эффекта капиллярного всасывания или капиллярного эффекта к другим частям фитиля 6, которые примыкают или контактируют с нагревателем 4. Таким образом, эта жидкость нагревается и испаряется, чтобы ее место заняла новая исходная жидкость из резервуара для передачи на нагреватель 4 фитилем 6. Фитиль можно рассматривать как мост, путь или канал между резервуаром 3 и нагревателем 4, который подает или передает жидкость из резервуара к нагревателю. Термины, включая 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. Другая терминология может включать в себя узел доставки жидкости или узел передачи жидкости, при этом в настоящем контексте эти термины могут использоваться взаимозаменяемо для обозначения парогенерирующего элемента (парогенератора) плюс фитильного или аналогичного компонента или структуры (элемента транспортировки жидкости), который подает или передает 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 функциональность 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, имеющую отверстие или выпускное отверстие для воздуха, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, полученный с помощью атомайзера 4.

Компонент питания или управляющий блок 20 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 потока воздуха (не показан), который детектирует осуществление вдоха через систему 10, во время которого воздух поступает через одно или несколько впускных отверстий 26 для воздуха в стенке управляющего блока 20. Когда нагревательный элемент 4 работает, он испаряет исходную жидкость, подаваемую из резервуара 3 элементом 6 доставки жидкости, для образования аэрозоля, который затем вдыхает пользователь через отверстие в мундштуке 35. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35, аэрозоль переносится от источника аэрозоля к мундштуку 35 вдоль одного или нескольких воздушных каналов (не показаны), которые соединяют впускное отверстие 26 для воздуха с источником аэрозоля и с выпускным отверстием для воздуха.

Управляющий блок (секция питания) 20 и картомайзер (картридж в сборе) 30 представляют собой отдельные соединяемые части, которые можно отсоединить друг от друга, разделяя их 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 взаимодействующих соединительных элементов 21, 31 (например, резьбового или байонетного соединения), которые обеспечивают механическую и в некоторых случаях электрическую связь между управляющей секцией 20 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 используют 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, и она питается от батареи 5, а 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, при этом различные части и признаки могут быть распределены между секцией 20 питания и картриджем 30 в сборе по-другому, а также могут иметься и другие компоненты и элементы. Две секции могут быть соединены друг с другом впритык 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 иметь в целом продольную форму. Каждая 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 данной 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 ограничивает резервуар для хранения аэрозолируемого субстратного материала (далее для краткости называемого субстратом или жидкостью). Корпус 42 имеет в целом трубчатую форму, которая в этом примере имеет круглое поперечное сечение и содержит стенку или стенки, форма которых определяет 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, лежащие 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 верхний край объема 50 резервуара. Внутренняя стенка 48 открыта на нижнем конце отверстием 52, а также на верхнем конце. Трубчатое внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой, представляет собой проход или канал 54 для воздушного потока, который в собранной системе переносит образовавшийся аэрозоль от атомайзера к мундштучному выпускному отверстию системы для вдыхания пользователем. Отверстие 56 на верхнем конце внутренней стенки 48 может представлять собой выпускное мундштучное отверстие, выполненное для удобного размещения во рту пользователя, или отдельная мундштучная часть может быть присоединена к корпусу 42, имеющему канал, соединяющий отверстие 56 с выпускным мундштучным отверстием, 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 увидеть 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 форму и конфигурацию для сцепления с нижним концом корпуса 42. Направляющий элемент 60 для потока фактически представляет собой втулку и выполнен с возможностью выполнения нескольких функций. Когда его вставляют 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 воздушного потока 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, внешнее по отношению к резервуару, 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, который переносит генерируемый аэрозоль из пространства аэрозольной камеры в канал 54 для воздушного потока в корпусе 42, так что он доставляется к мундштучному отверстию 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 46 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, расположенными противоположно друг другу относительно его длины. В собранном картомайзере атомайзер установлен так, что его первый конец 72 вставляется в гнездо направляющего элемента 60 для потока в направлении к корпусу 42 резервуара. Таким образом, первый конец 72 поддерживается направляющим элементом 60 для потока, а 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 оставлен свободным. Соответственно, атомайзер 70 поддерживается консольным образом так, что он выступает наружу от внешних границ резервуара. Атомайзер 70 выполняет фитильную функцию 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 взаимной формы на направляющем элементе 60 для потока и/или на корпусе 42 резервуара, так что оболочка 80 может быть присоединена к направляющему элементу 60 для потока или к корпусу 42 резервуара после того, как атомайзер 70 вставлен в гнездо направляющего элемента 60 для потока. Таким образом, оболочка 80 прямо или опосредованно соединена с корпусом 42 резервуара так, что выступает от него наружу. 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, при этом стенка или стенки 81 оболочки 80 имеют одно или несколько отверстий или перфораций, позволяющих втягивать воздух в аэрозольную камеру, когда пользователь осуществляет вдох через мундштучное отверстие 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 надавливания или прижатия двух частей друг к другу.

Как отмечалось выше, направляющий элемент для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала и может удерживать посредством посадки с трением соединенные с ним части, а именно: корпус 42, атомайзер 70 и оболочку 80. Поскольку эти части могут быть более жесткими, гибкость направляющего элемента для потока, которая позволяет ему немного деформироваться при нажатии на эти другие части, компенсирует любые незначительные погрешности в размерах изготовленных частей. Таким образом, направляющая часть 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 имеет такую форму своих верхних поверхностей, чтобы они сцеплялись вокруг отверстия 52, образованного нижним краем внутренней стенки 48 корпуса 42 резервуара, и чтобы концентрически наружу сцепляться с отверстием 46, ограниченным нижним краем внешней стенки 44 корпуса 42, чтобы герметизировать как пространство 50 резервуара, так и канал 54 для воздушного потока.

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 под направляющим элементом 60 для потока. Кроме того, имеется канал 66 для потока аэрозоля, который позволяет потоку аэрозоля и воздуха A из пространства 65 проходить через направляющий элемент 60 для потока в канал 54 для воздушного потока.

Оболочка 80 имеет такую форму своего верхнего буртика, чтобы сцепляться с соответствующими частями на нижней поверхности направляющего элемента 60 для потока, чтобы создать аэрозольную камеру 82 по существу за пределами внешних размеров объема резервуара 50 в соответствии с корпусом 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, однако можно использовать 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 может проходить через атомайзер и через канал 66 для потока аэрозоля.

В этом примере атомайзер 70 содержит плоскую продолговатую часть из металла 71, которая загнута или изогнута в своей средней точке, чтобы два конца металлической части прилегали друг к другу на первом конце атомайзера 74. Она выступает 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, и могут использоваться вместо вышеприведенной.

Компонент нагревателя 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 необязательно, 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 отражаются 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 снова содержит боковую стенку 81, которая сформирована 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(B)), в то время как часть с более узким поперечным сечением оболочки имеет в целом круглое поперечное сечение (см. фиг. 4(C)). Верхний буртик 84 кожуха 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 воздушного потока. 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) входит в нижнюю кромку корпуса 42, сцепляясь соответствующими участками с отверстиями 46 и 52 в корпусе 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 воздушного потока к выходным мундштучным отверстиям 56.

Атомайзер 70 устанавливают 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, на первый конец 72 атомайзера 70 напрямую подается жидкость, поступающая в канал 60 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), (B) и (C) показаны поперечные сечения картомайзера 40 в соответствующих местах вдоль продольной оси картомайзера 40.

Хотя аспекты изобретения относятся к атомайзерам, в которых нагревательный аспект реализуется посредством резистивного нагрева, который требует выполнения электрических соединений с нагревательным элементом для прохождения тока, конструкция картомайзера особенно соответствует использованию 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 пропускается 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 требуется, 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. В предположении, что в картомайзере нет других элементов, питаемых электрическом, нет необходимости в каком-либо электрическом соединении между картомайзером и его питающей частью, при этом 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 помещают 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 показано сильно упрощенное схематическое изображение системы подачи пара, содержащей 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 получается 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 образования аэрозольной камеры, но также для обеспечения степени 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, в частности, резервуар расположен вдали от внутреннего пространства рабочей катушки 90. Следовательно, питающий компонент 20 содержит выемку 22, в которую помещается оболочка 80 картомайзера 40, когда картомайзер 40 соединяется с компонентом питания для использования (посредством, например, фрикционной посадки, зажимного действия, винтовой резьбы или магнитного замка). Индукционная рабочая катушка 90 расположена в компоненте 20 питания так, чтобы окружать выемку 22, причем катушка 90 имеет продольную ось, вдоль 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 разделение между токоприемником и окружающей катушкой было минимальным, то магнитный поток, воздействующий на токоприемник, может быть выше, а эффект нагрева 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 для питания катушки 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 показано упрощенное схематическое представление альтернативной конструкции, в которой картомайзер 40 представляет собой мундштук для конструкции, больше похожей на коробку, в которой батарея 5 расположена в компоненте 20 питания с одной стороны картомайзера 40. Возможны и другие конструкции.

Оболочка 80 включена в картомайзер для выполнения ряда функций. К ним относится защита атомайзера 70, который потенциально уязвим для повреждения из-за его консольного крепления, используемого для улучшения индукционной связи между атомайзером 70 и индукционной рабочей катушкой системы подачи пара. Оболочка также частично или полностью ограничивает аэрозольную камеру вокруг атомайзера, в которой образуется аэрозоль на основе испарения жидкости атомайзером и потока поступающего воздуха через корпус. Если корпус полностью или частично закрыт на нижнем конце (например, торцевой стенкой), он может выступать в качестве отстойника для сбора жидкости. Это может уменьшить утечку свободной жидкости из картомайзера в том случае, если какая-либо жидкость выходит из резервуара, не попадая в пористую часть атомайзера, или если свободная жидкость образуется в аэрозольной камере из-за конденсации пара.

Корпус может включать в себя любые признаки, относящиеся к выполнению этих и других функций.

Как описано выше, оболочка может иметь элементы особой формы на своем верхнем буртике, которые взаимодействуют с элементами соответствующей формы на другой части картомайзера, в частности на корпусе резервуара или направляющем элементе для потока или, возможно, с обеими этими деталями. Например, оболочка может иметь один или несколько фланцев или подобных выступающих элементов, которые входят в выемки аналогичной формы и размера на корпусе или направляющем элементе для потока или наоборот, так что две детали могут быть прижаты друг к другу с защелкиванием. В качестве альтернативы, если области зацепления имеют круглое поперечное сечение, детали могут быть соединены с использованием винтовой резьбы, но это менее привлекательно с точки зрения простоты сборки во время изготовления картомайзера.

Может быть желательно запретить пользователю пополнять резервуар после того, как жидкость израсходована, с целью повторного использования картомайзера. Это может иметь место, например, из соображений безопасности. Соответственно, в некоторых примерах элементы особой формы, с помощью которых оболочку соединяют, сцепляют или иным образом прикрепляют к корпусу резервуара или направляющему элементу для потока, могут быть выполнены с возможностью предотвращения такого повторного использования. Другими словами, форму конфигурируют либо для предотвращения легкого снятия оболочки после того, как она была соединена с остальной частью картомайзера во время производства, либо для предотвращения повторного соединения оболочки с остальной частью картомайзера, если пользователю удастся удалить ее, либо и для того, и для другого. Например, взаимодействующие элементы могут иметь такую форму, чтобы детали можно было легко прижать друг к другу, но не позволять их разъединять. Например, форма может иметь наклон внутрь в направлении соединения, но включать в себя элементы с зазубринами, которые препятствуют вытягиванию в наружном направлении для разделения. В качестве альтернативы или в дополнение форма может быть такой, что фигурные элементы ломаются, разрываются, трескаются, деформируются или иным образом повреждаются под действием тянущего усилия, прилагаемого при попытке отделить оболочку от остальной части картомайзера, так что оболочка не может быть присоединена заново. В элементы формы могут быть включены специально истонченные или иным образом хрупкие участки, чтобы способствовать структурному разрушению такого рода.

На фиг. 7 показан упрощенный вид в разрезе части оболочки, соединенной с корпусом резервуара посредством соединения, имеющего форму, обеспечивающую разрушение для предотвращения повторного использования. Корпус 42 резервуара на своей нижней кромке имеет наклоненный внутрь и вверх соединительный фланец 92. Оболочка 80 на своем верхнем крае или кромке 84 имеет наклоненный вниз и наружу соединительный фланец 94. Материалы двух фланцев 42, 80 таковы, что допускают небольшое изгибание, так что соединительные фланцы 92, 94 могут деформироваться в достаточной степени, чтобы скользить друг по другу и возвращаться в исходное положение, когда оболочку 80 надевают на корпус 42 резервуара или вставляют в него, тем самым соединяя или связывая оболочку 80 с корпусом 42. Наклон соединительных фланцев 92, 94 препятствует вытягиванию наружу для отделения оболочки 80 от корпуса 42 резервуара, так что две детали эффективно защелкнуты вместе. Кроме того, соединительный фланец 94 оболочки имеет область 96 между соединительным фланцем 94 и основной боковой стенкой 81 оболочки 80, которая тоньше, чем прилегающие участки, так что под действием вытягивания для удаления оболочки 80 эта более тонкая область 96 сломается или расколется под действием достаточной разделяющей силы, так что соединительный участок 94 отделится от стенки 81 оболочки, и оболочку нельзя будет повторно соединить или повторно связать с резервуаром 42 после того, как она будет отсоединена.

В качестве альтернативы для предотвращения повторного использования и повторного наполнения, другими словами для обеспечения картомайзера защитой от несанкционированного доступа, оболочка может быть перманентно соединена с корпусом резервуара или направляющим элементом для потока путем приклеивания или сварки (например, ультразвуковой сварки или лазерной сварки), в зависимости от материалов, используемых для различных деталей. Это предотвратит легкое снятие оболочки, так что доступ к внутренней части резервуара для повторного заполнения также будет невозможен.

На фиг. 8 показан упрощенный вид в разрезе части оболочки, соединенной с корпусом резервуара посредством перманентного соединения для предотвращения повторного использования. И корпус 42 резервуара, и оболочка 80 имеет фланец 92, 94 для соединения, как и раньше. Однако в этом случае фланцы 92, 94 не сцепляются друг с другом, как в примере на фиг. 7. Скорее, они имеют такую форму, чтобы каждый имел плоскую поверхность, которая упирается в плоскую поверхность другого фланца, когда оболочку 80 и корпус 42 резервуара сводят вместе. Клей может быть нанесен на одну или обе плоские поверхности, или может быть применена сварка для сплавления плоских поверхностей друг с другом, чтобы создать связь 98 между двумя частями, которая препятствует удалению оболочки 80 из картомайзера.

Ясно, что любые формованные части, включенные для обеспечения возможности соединения оболочки, могут иметь форму, отличную от приведенной в примерах на фиг. 7 и 8, для достижения тех же или подобных эффектов.

В этих различных примерах оболочка представляет собой отдельный компонент, отличный от корпуса резервуара, причем эти два элемента соединяются друг с другом во время изготовления картомайзера. Однако это не является существенным, и в качестве альтернативы оболочка может быть выполнена как единое целое с корпусом резервуара (или, как вариант, с направляющим элементом для потока), например, путем литья под давлением компонента подходящей формы.

Изготовление картомайзера путем сборки различных частей друг с другом требует вставки первого конца атомайзера в гнездо для обеспечения консольного монтажа. Соответственно, в конфигурациях, где оболочка выполнена как единое целое с другой частью картомайзера, во внешней стенке оболочки необходимо отверстие достаточно большое, чтобы позволить установить атомайзер. Оболочка не может быть полностью или целиком закрыта боковой стенкой и нижней стенкой, как в примерах на фиг. 3 и 4, поскольку это не дает доступа для установки атомайзера. Также необходимо включить направляющий элемент для потока. Например, для установки атомайзера в оболочке может отсутствовать нижняя стенка.

На фиг. 9 показан схематический вид в разрезе примера картомайзера, в котором оболочка выполнена как единое целое. Корпус 42 резервуара является таким же, как в примере на фиг. 3, с кольцевым резервуаром 50 вокруг центрального прохода 54 для воздушного потока. Однако внешняя боковая стенка 44 корпуса 42 резервуара проходит вниз за пределы места, где вставлен направляющий элемент 60 для потока, чтобы герметично закрыть основание резервуара 50 и канал 54 для воздушного потока. Расширение вниз можно рассматривать как формирование оболочки 80 в этой реализации, которая открыта в основании, но окружает атомайзер 70, установленный в направляющем элементе 60 для потока. Оболочка 80 выполнена в виде юбки, отходящей от края основания корпуса 42 резервуара. Оболочка 80 подобной формы по-прежнему ограничивает аэрозольную камеру 82 вокруг атомайзера 70, а нижняя граница аэрозольной камеры может быть ограничена выемкой в компоненте питания, в который вставляют картомайзер, как на примерах, приведенных на фиг. 5 и 6. В дополнительных вариантах осуществления изобретения корпус 42 может проходить вниз, как показано на фиг. 9, но отдельная оболочка 80, например, такая, как показанная на фиг. 4, может быть соединена с внутренней стенкой корпуса 42. Внутренняя стенка может иметь соответствующую соединительную часть, чтобы обеспечить зацепление отдельной оболочки 80. Расширенные стенки 42 корпуса резервуара могут обеспечивать защиту отдельной оболочки 80 и/или мешать пользователю легко получить доступ к отдельной оболочке 80 (например, путем захвата нижней части оболочки 80 пальцами). Кроме того, удлиненный корпус резервуара может обеспечить более привлекательный и/или знакомый внешний вид картомайзеру 40. В вариантах осуществления изобретения, имеющих расширенный корпус 42 резервуара, секция 20 питания может иметь утопленную часть на своей внешней поверхности, в целом соответствующую местоположению катушки 90, так что, когда картомайзер 40 и секция питания соединяются, корпус секции питания и расширенный корпус резервуара образуют соединение заподлицо.

Следовательно, существует множество способов, которыми оболочка может быть соединена или присоединена к корпусу резервуара для того, чтобы выходить наружу от внешней границы резервуара и окружать атомайзер. Часть оболочки, которая примыкает к корпусу резервуара и с помощью которой обеспечивается расширение, или в которой реализовано расширение, может называться соединительной частью, и, как обсуждалось, это может быть неразъемное соединение или соединение между отдельными компонентами, которые, в свою очередь, могут быть одноразовыми или многоразовыми.

Как описано выше, в частности, со ссылкой на пример на фиг. 3, оболочка может включать в себя гнездо, в которое вставляется атомайзер. В качестве альтернативы гнездо может быть выполнено в направляющем элементе для потока который, в свою очередь, расположен соответствующим образом по отношению к оболочке для консольного размещения атомайзера. Гнездо поддерживает атомайзер, так что компонент или часть компонента, в которой выполнено гнездо, можно рассматривать как опорную часть. Следовательно, опорная часть может содержаться в оболочке в том смысле, что она образована как одно целое с оболочкой, или может быть отдельным компонентом, таким как направляющий элемент для потока, который соединен с оболочкой или с корпусом.

Для обеспечения необходимого потока воздуха через картомайзер, посредством которого воздух проходит через атомайзер и дальше и собирает образующийся пар с образованием аэрозоля для доставки пользователю через канал для воздушного потока из картомайзера, необходимо, чтобы воздух попадал в аэрозольную камеру, ограниченную оболочкой. Соответственно, оболочка не должна создавать воздухонепроницаемую среду, когда она соединена с корпусом резервуара. В стенке или стенках оболочки должно быть по меньшей мере одно отверстие, через которое воздух втягивается внутрь оболочки, когда пользователь осуществляет вдох через выходное мундштучное отверстие картомайзера. Существует несколько способов создания отверстия для впуска воздуха.

В примере на фиг. 9 оболочка, сформированная как единое целое с корпусом резервуара, не имеет стенки основания, так что атомайзер и направляющий элемент для потока могут быть расположены внутри картомайзера. Соответственно, отсутствие стенки основания образует в стенке оболочки большое отверстие для забора воздуха. Этот подход также можно использовать в примерах, где оболочка представляет собой отдельный компонент, соединенный с корпусом резервуара; открытое основание не ограничено оболочкой, сформированной как единое целое.

В примерах, где оболочка имеет стенку основания, отверстия могут быть в стенке основания. Стенка основания является эффективным местом для забора воздуха, поскольку она позволяет воздуху проходить по всей продольной длине атомайзера, чтобы собиралось максимальное количество пара.

На фиг. 10 показан вид сбоку в разрезе оболочки 80, содержащей три отверстия 85 в стенке 83 основания. В стенке основания можно сделать любое количество отверстий; например, в примере на фиг. 4 имеется одно отверстие 85. В качестве альтернативы или в дополнение, в боковой стенке 81 оболочки 80 могут быть выполнены отверстия 85, как показано на фиг.10. Расположение отверстий 85 в нижней части боковой стенки 81 или по направлению к ней позволяет втянутому воздуху проходить длинный путь через аэрозольную камеру для максимального сбора пара.

Если в оболочке отсутствует стенка основания или имеются отверстия значительного размера (а именно, размера, который позволяет жидкости беспрепятственно протекать через отверстия) в ее стенке основания или боковой стенке, то оболочка может дать протечку любой свободной жидкости, которая попадает внутрь оболочки либо из резервуара, либо из-за конденсации пара/аэрозоля. Чтобы уменьшить такую утечку, отверстия могут иметь различную конфигурацию.

Например, отверстия в стенке(ах) оболочки могут быть выполнены достаточно маленькими, чтобы они были проницаемыми для воздуха, чтобы позволить потоку воздуха проходить внутрь, но по существу непроницаемыми для жидкости, чтобы препятствовать выходящему потоку жидкости (которая представляет собой утечку жидкости). Непроницаемость возникает из-за поверхностного натяжения жидкости. Следовательно, соответствующий размер отверстия в стенке(ах) оболочки будет зависеть от факторов, включающих в себя вязкость жидкости, которой заполнен резервуар. Обычно отверстия могут быть меньше длины капиллярности жидкости, когда ее используют в картомайзере. Более густая или более вязкая жидкость может быть использована с отверстиями большего размера, так что для данного входа для воздуха требуется меньше отверстий. Более жидкая или менее вязкая жидкость должна быть использована с меньшими отверстиями, так что может потребоваться больше отверстий для адекватного уровня всасывания воздуха. Поэтому небольшие отверстия в стенке(ах) оболочки могут быть выполнены в виде множества отверстий и могут рассматриваться как перфорационные отверстия. Отверстия могут быть равномерно распределены по стенкам корпуса или могут быть сконцентрированы по направлению к основанию, аналогично более крупным отверстиям, показанным на фиг. 10.

Кроме того, небольшие отверстия можно сделать более непроницаемыми для жидкости, покрывая их гидрофобным материалом. Таким образом, жидкость отталкивается от отверстий и не вытекает через отверстия. В отверстия также не дают попасть жидкости, чтобы мог поступать воздух и поддерживался требуемый уровень всасывания воздуха.

В качестве альтернативы отверстие или отверстия могут быть выполнены проницаемыми для воздуха и по существу непроницаемыми для жидкости, если они снабжены клапаном, который может открываться, позволяя воздуху поступать в камеру, но оставаться закрытыми против выходящего наружу потока жидкости. Это легко реализовать в контексте картомайзера, поскольку при вдохе в системе подачи пара воздух втягивается в требуемом направлении внутрь. Следовательно, когда пользователь осуществляет вдох, давление воздуха внутри оболочки падает и становится ниже, чем давление воздуха снаружи оболочки, при этом клапан открывается в ответ на эту разницу давлений, позволяя втягивать воздух во внутреннюю часть оболочки с более низким давлением. Напротив, количество жидкости, которое может накапливаться внутри оболочки, будет небольшим, так что внутри оболочки будет недостаточное давление, чтобы клапан открылся наружу и допустил утечку жидкости. Тем не менее, может быть желательно использовать односторонний клапан, который выполнен так, чтобы не открываться наружу, чтобы предотвратить выталкивание жидкости из камеры в случае, если пользователь подует в картомайзер, а не вдохнет.

Для этой цели можно использовать клапан любого подходящего типа. Однако для обеспечения легкости изготовления и простоты конструкции в стенке основания оболочки может быть выполнен клапан путем изготовления стенки основания из эластомерного материала (эластомера) и вырезания в ней клапана. Клапан может иметь простую крестообразную форму, например, с двумя пересекающимися прорезями.

На фиг. 11 показан вид в плане оболочки 80, если смотреть снизу, с клапаном 100, вырезанным в стенке основания. Сегменты 100a клапана 100 могут деформироваться благодаря гибкости эластомерного материала, так что воздух втягивается внутрь при вдохе пользователя. Однако давление какой-либо свободной жидкости, которая может накапливаться внутри корпуса, будет недостаточным, чтобы открыть клапан наружу и позволить жидкости выйти.

В конфигурациях оболочки, в которых нижняя часть эффективно закрыта для выхода жидкости (например, твердая стенка основания, клапан в стенке основания, отверстия, непроницаемые для потока жидкости), можно считать, что оболочка выполняет функцию отстойника. Она может собирать любую свободную жидкость в своей нижней части и не давать ей вытечь наружу из картомайзера. Таким образом, общая утечка из картомайзера и системы подачи пара, в которой используется картомайзер, может быть уменьшена, и можно предотвратить попадание жидкости в компонент питания, где она может повредить электрические компоненты системы подачи пара.

Дополнительный подход к минимизации утечки жидкости из картомайзера относится к утечкам, которые могут возникнуть перед использованием картомайзера, в период между заполнением резервуара при производстве и соединением картомайзера с компонентом питания для использования при получении аэрозоля. Если предположить, что соединения между различными частями картомайзера выполнены в значительной степени герметичными, картомайзер имеет места, уязвимые для выхода жидкости, на выходе из мундштука и в любых отверстиях корпуса, как описано выше. Чтобы уменьшить утечку до использования, картомайзер может быть снабжен уплотнениями и т.п., которые закрывают одно или несколько отверстий или проемов и которые могут быть удалены пользователем перед использованием картомайзера.

На фиг. 12 показан упрощенный схематический вид сбоку в разрезе типового картомайзера с уплотнениями этого типа. Картомайзер 40 имеет выходное мундштучное отверстие 56 на верхнем конце корпуса 42 резервуара и отверстие 85 для забора воздуха в стенке 83 основания оболочки 80. Каждое из этих отверстий снабжено съемным герметизирующим слоем 102, например, в виде отрывной клейкой этикетки, которую пользователь может удалить. Например, каждый герметизирующий слой 102 может иметь язычок, отрывной язычок, отрывную полосу или отрывную ленту 104 и т.п., с помощью которых можно захватить герметизирующий слой 102 и потянуть для удаления. Такую же конструкцию можно использовать для отверстий 85 в других местах оболочки 80. Если предусмотрено более одного отверстия 85, то для каждого может быть предусмотрен отдельный герметизирующий слой 102. В качестве альтернативы герметизирующий слой может быть нанесен не на все отверстия и выпускное отверстие, а, например, только на отверстия в оболочке. В примерах, где используется более одного герметизирующего слоя, может использоваться общий отрывной язычок/отрывная полоса, общая для всех герметизирующих слоев, с помощью которой все герметизирующие слои могут быть удалены с помощью одного вытягивающего действия.

На фиг. 13 показан упрощенный схематический вид сбоку в разрезе типового картомайзера с альтернативной герметизирующей конструкцией. В этом примере единственный герметизирующий слой 102 с язычком 104 закрывает как отверстие 85 оболочки, так и выпускное мундштучное отверстие 56 (и приклеен к промежуточным частям поверхности картомайзера). Таким образом, все отверстия могут быть открыты для использования путем удаления одного герметизирующего слоя, что может быть более удобным для пользователя и обеспечивает должную подготовку картомайзера к использованию, поскольку невозможно удалить не все уплотнения.

При желании можно использовать герметизирующие слои без язычков.

Как описано, во время использования системы подачи пара для получения аэрозоля воздух втягивается в камеру для сбора пара, генерируемого атомайзером в аэрозольной камере, чтобы увлекать пар потоком воздуха для доставки аэрозоля к выпускному мундштучному отверстию. Сбор пара потоком воздуха и образование аэрозоля можно улучшить, если поток воздуха будет менее плавным.

На фиг. 14 показан упрощенный схематический вид сбоку оболочки, выполненной с возможностью улучшенного образования аэрозоля за счет возмущенного воздушного потока. Оболочка 80 может быть выполнена в соответствии с любым предыдущим примером или сконфигурирована иным образом в соответствии с описанными в этом документе признаками. Как и прежде, она имеет внешнюю боковую стенку 81. В этом примере внутренняя поверхность 81а внешней боковой стенки 81 снабжена поверхностными элементами 106 в виде выпуклостей, гребней, выступов или другого поверхностного рисунка, который нарушает внутреннюю поверхность 81а и препятствует тому, чтобы она была гладкой. Наличие рисунка на поверхности нарушает или иным образом препятствует потоку воздуха между отверстием(ями) 85 и отверстием 86, через которое аэрозоль выходит из аэрозольной камеры. Таким образом, в воздушном потоке создается турбулентность или подобное возмущение. Это увеличивает взаимодействие воздуха с паром в аэрозольной камере для увеличения образования аэрозоля. Размеры поверхностных элементов 106 должны быть такими, чтобы они оказывали заметное влияние на воздушный поток, а также сохраняли достаточное расстояние между атомайзером и внутренней поверхностью 91a, чтобы капли жидкости могли свободно перемещаться вместе с проходящим воздухом. В качестве альтернативы или в дополнение сам атомайзер может иметь поверхностные элементы в виде выпуклостей, гребней, выступов или другого поверхностного рисунка, который нарушает поверхность токоприемника. Поток воздуха проходит между внутренней поверхностью оболочки 81 и внешней поверхностью атомайзера, содержащего токоприемник (нагреватель) и/или пористый (фитильный) материал, и, следовательно, любой или все эти компоненты могут включать в себя признаки, которые создают некоторую турбулентность, возмущение или нарушение воздушного потока, когда его втягивают из нижней части оболочки через атомайзер. Такие поверхностные элементы можно рассматривать как препятствующие потоку.

Следовательно, пример осуществления изобретения обеспечивает картридж или картомайзер для системы подачи пара, содержащий: удлиненный атомайзер для испарения аэрозолируемого субстратного материала; оболочку, по меньшей мере частично окружающую удлиненный атомайзер, чтобы образовать аэрозольную камеру вокруг атомайзера; путь воздушного потока через аэрозольную камеру, которая образована между внутренней поверхностью оболочки и внешней поверхностью удлиненного атомайзера вдоль по меньшей мере части продольной протяженности атомайзера; и по меньшей мере один элемент, нарушающий поток, на внутренней поверхности оболочки и/или внешней поверхности удлиненного атомайзера, выполненный с возможностью возмущать поток воздуха вдоль пути воздушного потока.

В заключение, для решения различных задач и развития уровня техники в этом раскрытии на примере показаны различные варианты осуществления, посредством которых можно на практике реализовать изобретение. Преимущества и признаки раскрытия представляют собой всего лишь представительные 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 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.

Изобретение относится к электронным системам подачи пара, таким как электронные сигареты и другие электронные системы доставки никотина, которые доставляют никотин через испаренные жидкости. Техническим результатом является упрощение конструкции системы подачи пара. Предложен картридж для системы подачи пара, содержащий: резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, ограниченный корпусом, атомайзер для перевода в аэрозоль аэрозолируемого субстратного материала из резервуара, причем атомайзер расположен за пределами внешних размеров резервуара, и оболочку, по меньшей мере частично окружающую атомайзер, чтобы образовать аэрозольную камеру вокруг атомайзера. При этом оболочка содержит по меньшей мере одну стенку, ограничивающую аэрозольную камеру. Причем по меньшей мере одна стенка включает в себя боковую стенку, ограничивающую центральное пространство, которое создает аэрозольную камеру за пределами внешних размеров резервуара, соединительную часть, посредством которой оболочка соединена с корпусом так, чтобы она выступала наружу от корпуса, одно или более отверстий в по меньшей мере одной стенке, чтобы позволить аэрозолируемому субстратному материалу поступать в аэрозольную камеру из резервуара и выходить аэрозолю из аэрозольной камеры; и одно или более отверстий в по меньшей мере одной стенке, позволяющие воздуху проникать в аэрозольную камеру. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Картридж для системы подачи пара, содержащий:

резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, причем резервуар ограничен корпусом;

атомайзер для перевода в аэрозоль аэрозолируемого субстратного материала из резервуара, причем атомайзер расположен за пределами внешних размеров резервуара; и

оболочку, по меньшей мере частично окружающую атомайзер, чтобы образовать аэрозольную камеру вокруг атомайзера, причем оболочка содержит:

по меньшей мере одну стенку, ограничивающую аэрозольную камеру, причем по меньшей мере одна стенка включает в себя боковую стенку, ограничивающую центральное пространство, которое создает аэрозольную камеру за пределами внешних размеров резервуара;

соединительную часть, посредством которой оболочка соединена с корпусом так, чтобы она выступала наружу от корпуса;

одно или более отверстий в по меньшей мере одной стенке, чтобы позволить аэрозолируемому субстратному материалу поступать в аэрозольную камеру из резервуара и выходить аэрозолю из аэрозольной камеры; и

одно или более отверстий в по меньшей мере одной стенке, позволяющие воздуху проникать в аэрозольную камеру.

2. Картридж по п. 1, в котором соединительная часть содержит одну или более фасонных частей для соединения оболочки непосредственно или опосредовано с корпусом.

3. Картридж по п. 2, в котором одна или более фасонных частей выполнены с возможностью предотвращать повторное соединение оболочки с корпусом в случае, когда оболочка была отсоединена от корпуса.

4. Картридж по п. 1, в котором соединительная часть выполнена как единое целое с корпусом.

5. Картридж по любому из пп. 1–4, в котором оболочка дополнительно содержит опорную часть для поддерживания атомайзера в аэрозольной камере.

6. Картридж по п. 5, в котором опорная часть расположена на конце оболочки, причем соединительная часть продолжает оболочку от корпуса, чтобы поддерживать атомайзер на одном из его концов так, что атомайзер проходит наружу до свободного консольного конца, удаленного от резервуара.

7. Картридж по п. 5 или 6, в котором опорная часть выполнена как единое целое с оболочкой.

8. Картридж по п. 5 или 6, в котором опорная часть представляет собой отдельный компонент, выполненный с возможностью соединения с оболочкой и/или с корпусом.

9. Картридж по п. 8, в котором опорная часть дополнительно содержит по меньшей мере один канал для потока жидкости для протекания аэрозолируемого субстратного материала из резервуара к атомайзеру и по меньшей мере один канал для потока аэрозоля, выходящего из атомайзера в канал для воздушного потока.

10. Картридж по любому из пп. 1–9, в котором одно или более отверстий содержат множество перфораций.

11. Картридж по любому из пп. 1–9, в котором по меньшей мере одна стенка дополнительно включает в себя торцевую стенку оболочки, удаленную от соединительной части, при этом одно или более отверстий содержат по меньшей мере один клапан в торцевой стенке, способный открываться для потока воздуха, поступающего в аэрозольную камеру.

12. Картридж по п. 11, в котором по меньшей мере торцевая стенка выполнена из эластомерного материала, а клапан содержит пересекающиеся прорези в торцевой стенке.

13. Картридж по любому из пп. 1–9, в котором по меньшей мере одна стенка дополнительно включает в себя торцевую стенку оболочки, удаленную от соединительной части, при этом одно или более отверстий содержат отверстие в торцевой стенке, чтобы позволять воздуху, поступающему в аэрозольную камеру, проходить через атомайзер.

14. Картридж по любому из пп. 1–13, который дополнительно содержит поверхностные рисунки на внутренней поверхности по меньшей мере одной стенки, выполненные с возможностью нарушать поток воздуха, поступающего через одно или более отверстий.

15. Картридж по любому из пп. 1–14, который дополнительно содержит съемный герметизирующий слой, расположенный над одним или более отверстиями и выполненный с возможностью удаления пользователем до использования картриджа в системе подачи пара.

16. Картридж по любому из пп. 1–15, в котором оболочка соединена с корпусом на соединительной части посредством соединения, выполненного с использованием клея или сварки.

17. Картридж по любому из пп. 1–15, который дополнительно содержит мундштук с выпускным отверстием для вдыхания аэрозоля, образованного из аэрозолируемого субстратного материала, первый герметизирующий слой, расположенный над одним или более отверстиями оболочки, и второй герметизирующий слой, расположенный над выходным отверстием мундштука, причем герметизирующие слои предназначены для удаления пользователем перед использованием картриджа.

18. Картридж по п. 17, в котором первый герметизирующий слой и второй герметизирующий слой представляют собой единственный общий герметизирующий слой.

19. Картридж по п. 17, который дополнительно содержит общую отрывную полосу или отрывную ленту, позволяющие пользователю удалять как первый герметизирующий слой, так и второй герметизирующий слой.

20. Система подачи пара, содержащая картридж по любому из пп. 1–15.

21. Система по п. 20, которая дополнительно содержит мундштук с выпускным отверстием для вдыхания аэрозоля, образованного из аэрозолируемого субстратного материала, первый герметизирующий слой, расположенный над одним или более отверстиями оболочки, и второй герметизирующий слой, расположенный над выходным отверстием мундштука, причем герметизирующие слои предназначены для удаления пользователем перед использованием системы подачи пара.

22. Система по п. 21, в которой первый герметизирующий слой и второй герметизирующий слой представляют собой единственный общий герметизирующий слой.

23. Система по п. 21, которая дополнительно содержит общую отрывную полосу или отрывную ленту, позволяющие пользователю удалять как первый герметизирующий слой, так и второй герметизирующий слой.