УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, И СИСТЕМА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/10 B05B17/00 

Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и системе для аэрозолизации жидкого субстрата, образующего аэрозоль, посредством использования перфорированной мембраны, выполненной с возможностью вибрирования.

В известных вибрационных распылителях для аэрозолизации жидкого субстрата, образующего аэрозоль, используется мембрана с однородным распределением сопел (см., например, публикации US 2006/0198942 A1 и US 2006/0213503 A1). Под «однородным» подразумевается, что сопла равномерно распределены по поверхности мембраны, при этом все сопла имеют одинаковый профиль и размер. Мембрана соединена с приводом, при этом привод вызывает вибрацию мембраны. При контакте мембраны с жидким субстратом, образующим аэрозоль, вибрационное действие мембраны приводит к проталкиванию жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через сопла с образованием капель аэрозоля. Однако такие известные вибрационные распылители страдают непостоянством качества аэрозоля по площади мембраны.

Существует потребность в усовершенствованных средствах аэрозолизации жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с использованием вибрационной перфорированной мембраны.

Согласно аспекту настоящего изобретения предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:

мембрану, имеющую зону генерирования аэрозоля, при этом зона генерирования аэрозоля содержит множество сопел, причем множество сопел являются единственными соплами в зоне генерирования аэрозоля; и

привод, соединенный с мембраной;

при этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны для вызова вибрации мембраны на одной или более заданных модальных частотах мембраны с целью аэрозолизации при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через множество сопел;

при этом множество сопел предпочтительно расположены вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны.

В контексте данного документа термин «сопло» относится к щели, прорези или отверстию в мембране, которое обеспечивает проход для жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для перемещения через мембрану.

В контексте данного документа термин «пучности» относится к тем участкам мембраны, где величина смещения мембраны максимальна между смежными узловыми линиями, когда мембрана вибрирует с модальной частотой мембраны.

В контексте данного документа термин «узлы» относится к тем местам мембраны, где смещение мембраны всегда равно нулю, когда мембрана вибрирует с модальной частотой мембраны. Когда данная мода колебаний мембраны возбуждается на соответствующей модальной частоте, узлы будут определяться вдоль одной или более линий, называемых «узловыми линиями».

В контексте данного документа термин «модальная частота» относится к любой из собственных или резонансных частот мембраны. Каждая мода колебаний мембраны будет иметь различную частоту и форму, называемую соответственно модальной частотой и модальной формой. Самая низкая (или первая) модальная частота мембраны известна как основная частота. На модальные частоты мембраны будут влиять ее физические свойства и любые граничные условия, применяемые к мембране. Например, модуль Юнга, коэффициент Пуассона и массовая плотность мембраны, а также любые ограничения на мембрану могут по отдельности влиять на модальный отклик мембраны с точки зрения как модальных частот, так и модальных форм, связанных с данной модой.

В контексте данного документа термин «заданная модальная частота» относится к модальной частоте мембраны, для возбуждения которой специально предназначен привод.

Если в настоящей заявке упоминается первая заданная модальная частота и вторая заданная частота, термины «первая» и «вторая» указывают на то, что соответствующие частоты относятся к разным модам колебаний и не требуют, чтобы первая заданная модальная частота была основной частотой мембраны, а вторая заданная модальная частота была вторым обертоном или гармоникой мембраны.

В контексте данного документа термин «предпочтительно расположенный» относится к более чем 50% из множества сопел, расположенных вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны.

В контексте данного документа термин «ближайший» относится к соплам, расположенным ближе к пучностям, чем к узлам, где пучности и узлы соответствуют мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны.

Предпочтительное размещение множества сопел вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны, способствует максимальному увеличению энергии и скорости, сообщаемым отдельным каплям аэрозоля от вибрации мембраны. Преимущество увеличения скорости, сообщаемой отдельным каплям аэрозоля, заключается в увеличении расстояния, на которое эти капли выбрасываются из сопел мембраны. Предпочтительное расположение сопел вблизи пучностей также обеспечивает образование капель аэрозоля, имеющих повышенную однородность по всей зоне генерирования аэрозоля по сравнению с образованием капель аэрозоля, обусловленных мембраной, имеющей однородное распределение сопел.

Предпочтительно множество сопел неравномерно распределены по зоне генерирования аэрозоля.

Различные режимы образования капель аэрозоля можно количественно определить по различным параметрам, при этом значения параметров обеспечивают меру качества образования капель аэрозоля. Примером одного из таких параметров является число Вебера We. Для мембраны с расположением сопел в зоне генерирования аэрозоля, где сопла имеют круглую форму при взгляде на мембрану в плане, при этом все сопла имеют одинаковый диаметр, мембрана вибрировала с заданной частотой f и предоставленным жидким субстратом, образующим аэрозоль, приведенным в контакт с вибрационной мембраной, чтобы вызвать аэрозолизацию жидкого субстрата, образующего аэрозоль через сопла, число Вебера может быть выражено как:

,

где:

ρ - массовая плотность жидкого субстрата, образующего аэрозоль;

v - скорость капли жидкого субстрата, образующего аэрозоль;

D - диаметр каждого сопла;

σ - поверхностное натяжение жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Меньшее число Вебера We связано с образованием капель аэрозоля плохого качества. Поясняя далее, чем ниже число Вебера, тем выше вероятность того, что отдельные капли аэрозоля распадутся на более мелкие капли. В крайних случаях энергия, сообщаемая жидкому субстрату, образующему аэрозоль, за счет вибрации мембраны, может быть настолько низкой, что некоторые капли, пройдя через сопла в мембране, падают обратно и оседают на поверхности мембраны. Явление распада отдельных капель аэрозоля на более мелкие капли, имеющие такой же общий объем, но с меньшей площадью поверхности, называется распадом Рэлея или неустойчивостью Рэлея. Распад Рэлея крайне нежелателен и свидетельствует о низкокачественном образовании капель аэрозоля. Напротив, более высокие значения числа Вебера связаны с образованиями капель аэрозоля, имеющими высокое качество, и указывают на повышенную энергию и скорость, сообщаемую каплям аэрозоля. О качественном образовании капель аэрозоля будет свидетельствовать отсутствие распада Рэлея, а также отсутствие обратного падения и оседания капель аэрозоля на поверхности мембраны. Таким образом, размер капель, масса капель и скорость капель являются параметрами, которые имеют отношение к количественной оценке качества образования капель аэрозоля.

Предпочтительно, при использовании устройство, генерирующее аэрозоль, генерирует образование капель аэрозоля, содержащее капли диаметром от 0,1 мкм до 5 мкм.

Для уравнения, определяющего число Вебера, скорость v может быть выражена как характеристическая скорость мембраны при возбуждении на частоте f. Для данного места на мембране эта характеристическая скорость может быть выражена как смещение мембраны в этом месте, умноженное на частоту f. Таким образом, можно видеть, что расположение сопел на пучностях или как можно ближе к ним способствует максимальному увеличению количества энергии и скорости, сообщаемым мембраной отдельным каплям жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это способствует повышению числа Вебера для образующихся в результате капель аэрозоля, при этом капли имеют меньшую вероятность распада Рэлея. Размещение множества сопел на пучностях или как можно ближе к ним также увеличит расстояние, на которое эти капли могут быть выброшены из мембраны.

Сопла предпочтительно имеют круглую форму. Использование сопел, которые имеют круглую форму, является предпочтительным, поскольку круглая форма максимально увеличивает отношение площади к периметру, тем самым уменьшая силы вязкого сопротивления и образование пограничного слоя. Однако также было обнаружено, что использование сопел, которые имеют эллиптическую форму, приводит к приемлемым характеристикам с точки зрения образования образующихся капель аэрозоля.

Мембрана может быть изготовлена из полимерного материала, что обеспечивает преимущества меньшей массы и инерции. Однако мембрана может быть изготовлена из любого другого материала, такого как металлический материал. Мембрана может быть композитом из двух или более различных материалов. Факторы, влияющие на выбор материала для мембраны, могут включать конкретный(-ые) жидкий(-ие) субстрат(-ы), образующий(-ие) аэрозоль, предназначенный(-ые) для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, и аэрозолизируемый(-ые) им. Например, очень желательно выбрать материал для мембраны, который не вступает в химическую реакцию и не разлагается в результате контакта с конкретным жидким субстратом, образующим аэрозоль. Только в качестве примера, мембрана может быть изготовлена из палладия, нержавеющей стали, медно-никелевого сплава, полиимида, полиамида, кремния или нитрида алюминия.

Различные профили мембран имеют соответственно разные модальные частоты и модальные формы. Предпочтительно мембрана имеет круглый профиль. Было обнаружено, что мембрана с круглым профилем выгодна, когда устройство, генерирующее аэрозоль, используется в курительной системе в виде удлиненного цилиндрического курительного изделия. Кроме того, использование мембраны с круглым профилем также отражает соответствующую круглую форму, часто связанную с обычными механизмами подачи жидкости, такими как фитиль или трубка.

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

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

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может содержать глицерин. Вещество для образования аэрозоля может содержать пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотиновую концентрацию от приблизительно 2% до приблизительно 10%.

Для удобства привод может содержать один или более пьезоприводов. Под пьезоприводом подразумевается пьезоэлектрический привод. Предпочтительны пьезоприводы, поскольку они представляют собой энергоэффективные и легкие средства, вызывающие вибрацию мембраны, обладающие высокой эффективностью преобразования энергии из электрической в акустическую/механическую. Кроме того, пьезоприводы доступны в самых разных материалах и формах. Для пьезопривода подача электрического управляющего сигнала на пьезопривод приведет к механическому выходному сигналу в виде вибрационного сигнала. Пьезопривод может быть соединен с мембраной таким образом, чтобы вибрационный сигнал передавался на мембрану. Настройка и регулировка электрического управляющего сигнала, подаваемого на пьезопривод, может привести к соответствующим изменениям выходного вибрационного сигнала, тем самым позволяя приводу активировать различные моды колебаний мембраны. Могут использоваться другие типы приводов или преобразователей. Например, можно использовать магнитострикционные преобразователи, но для этого потребуется большая входная мощность по сравнению с использованием пьезоприводов, кроме того, рабочий диапазон частот более ограничен, и для них требуется магнитное поле. В качестве еще одного примера можно использовать электрострикционные преобразователи, но они требуют более высоких токов возбуждения и гораздо более чувствительны к изменению температуры, чем пьезоприводы, что влияет на производительность. Также могут использоваться пьезомагнитные преобразователи, они биполярны, но имеют те же ограничения, что и магнитострикционные преобразователи. Возможны комбинации различных типов приводов или преобразователей, например, в многослойных структурах или параллельно, хотя это усложнило бы конструкцию устройства, генерирующего аэрозоль.

Оптимальная передача энергии от мембраны к отдельным каплям аэрозоля будет происходить, когда все сопла расположены точно в пучностях. Однако образование капель аэрозоля приемлемого качества (например, без видимого распада Рэлея или практически без изменений размера и скорости капель) может произойти, если большая часть множества сопел пространственно распределена на небольшом расстоянии по обе стороны пучностей.

Предпочтительно по меньшей мере 60% множества сопел расположены в пределах области, простирающейся по обе стороны от пучностей, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующей одной или более заданных модальных частот. Все из множества сопел могут быть расположены в пределах этой области. В других вариантах осуществления по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80%, или по меньшей мере 90%, или все из множества сопел расположены в пределах области, простирающейся по обе стороны от пучностей, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующей одной или более заданных модальных частот. Чем больше доля множества сопел, расположенных вблизи пучностей, и чем ближе эта доля сопел к пучностям, тем выше качество результирующего образования капель аэрозоля, создаваемого устройством, генерирующим аэрозоль. Как обсуждалось выше, на улучшение качества может указывать снижение тенденции к распаду Рэлея или уменьшение вариаций размера и скорости капель аэрозоля.

Удобно, чтобы менее 5% множества сопел располагались в пределах области, простирающейся по обе стороны от узлов, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны не превышает 20% величины смещения мембраны в пучности для соответствующей одной или более заданных модальных частот. В узлах любой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, контактирующий с мембраной, будет передаваться с нулевой или минимальной энергией. Следовательно, устранение или сведение к минимуму наличия сопел в узлах способствует уменьшению вероятности падения капель аэрозоля и их оседания на поверхность мембраны. Соответственно, можно понять, что устранение или сведение к минимуму присутствия сопел в узлах способствует уменьшению отходов жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во время использования устройства. Преимущественно на мембране отсутствуют сопла в области, простирающейся по обе стороны от узлов, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет не более 10% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующей одной или более заданных модальных частот. Отсутствие сопел на мембране в этой области по обе стороны от узлов позволяет избежать присутствия сопел в тех частях мембраны, которые передают минимальную энергию жидкому субстрату, образующему аэрозоль, и, следовательно, снижают вероятность распада Рэлея, а также падения обратно капель аэрозоля и оседания их на поверхность мембраны.

Удобно, чтобы одна или более заданных модальных частот находились в частотном диапазоне от приблизительно 50 кГц до приблизительно 300 кГц. Такой диапазон оказался подходящим для генерирования аэрозоля. Слишком низкая частота может снизить объемный расход жидкости через сопла мембраны, а также негативно повлиять на гидродинамику и механизм распада капель. Слишком высокая частота может привести к акустическому поглощению энергии в жидкости и привести к нежелательным эффектам нагрева.

Для изменения характеристик аэрозоля можно использовать настройку частоты с помощью одного или более из следующих способов:

i) изменение частоты по обе стороны от резонансной моды, например, по обе стороны от одной или более заданных модальных частот;

ii) переход от одной резонансной моды к другой резонансной моде, например, путем изменения одной заданной модальной частоты на другую заданную модальную частоту.

Для уменьшения сложности конфигурации привода может быть желательным ограничение количества заданных модальных частот, с возможностью возбуждения которых выполнен привод. Для удобства привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны на одной модальной частоте мембраны, что тем самым упрощает сложную конструкцию привода. Однако предпочтительно привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны на двух или более модальных частотах. Возможность возбуждения мембраны на двух и более модальных частотах позволяет варьировать процесс образования капель аэрозоля. Когда устройство, генерирующее аэрозоль, используется для аэрозолизации данного жидкого субстрата, образующего аэрозоль, использование различных модальных частот приводит к соответственно различным образованиям капель аэрозоля; образования капель аэрозоля могут различаться по одному или более параметрам: скорости, размеру капель и плотности образования капель. Когда привод выполнен с возможностью возбуждения вибрации мембраны на двух или более модальных частотах мембраны, привод может быть выполнен с возможностью автоматического переключения между различными модами колебаний. В качестве альтернативы или в дополнение переключение может быть достигнуто ручным вмешательством пользователя, который взаимодействует с приводом, чтобы вызвать переключение привода между различными модами колебаний. В качестве неограничивающего примера привод может содержать или быть соединенным с наборным диском, кнопкой, переключателем или любым эквивалентным элементом, с помощью которого пользователь может задействовать свои пальцы, чтобы вызвать переключение привода между различными модами колебаний.

Одна или более заданных частот могут содержать множество модальных частот, таких как первая модальная частота, которая является самой низкой, вторая модальная частота, которая выше первой модальной частоты, третья модальная частота, которая выше второй модальной частоты, и т.д. Ограничение количества дискретных модальных частот, с возможностью возбуждения в мембране которых выполнен привод, обеспечивает баланс между: i) способностью генерировать различные образования капель аэрозоля во время использования устройства, генерирующего аэрозоль, и ii) снижением сложности и веса привода и устройства.

Предпочтительно, одна или более заданных модальных частот содержат первую заданную модальную частоту мембраны и вторую заданную модальную частоту мембраны, где множество сопел предпочтительно расположены в первой и второй области пересечения зоны генерирования аэрозоля, где: для первой области пересечения пучности, соответствующие первой заданной модальной частоте мембраны, находятся вблизи узлов, соответствующих второй заданной модальной частоте мембраны; и для второй области пересечения пучности, соответствующие второй заданной модальной частоте мембраны, находятся вблизи узлов, соответствующих первой заданной модальной частоте мембраны. В контексте этого предпочтительного варианта осуществления термин «предпочтительно расположенный» относится к более чем 50% множества сопел, расположенных в первой и второй областях пересечения. Кроме того, в контексте этого предпочтительного варианта осуществления термин «ближайший» относится к пучностям, соответствующим первой заданной модальной частоте мембраны, расположенным ближе к узлам, соответствующим второй заданной модальной частоте, чем к пучностям, соответствующим второй заданной модальной частоте (и наоборот). Преимущество предпочтительного расположения множества сопел в первой и второй областях пересечения, как описано выше, состоит в том, что возбуждение мембраны на первой заданной модальной частоте приведет к тому, что большинство капель аэрозоля будет генерироваться соплами первой области пересечения. Переключение на возбуждение мембраны на второй заданной модальной частоте приведет к тому, что большинство капель аэрозоля вместо этого будет генерироваться соплами второй области пересечения. Желательно увеличить долю множества сопел, расположенных в первой и второй областях пересечения.

Преимущественно все из множества сопел зоны генерирования аэрозоля расположены в первой и второй областях пересечения. В таком предпочтительном примере возбуждение мембраны на первой заданной модальной частоте приведет к тому, что капли аэрозоля будут генерироваться исключительно соплами первой области пересечения, а переключение на возбуждение мембраны на второй заданной модальной частоте приведет к тому, что капли аэрозоля вместо этого будут генерироваться исключительно соплами второй области пересечения. Особенности, описанные в этом абзаце, обеспечивают возможность генерирования различных форм капель аэрозоля из разных частей мембраны при различных соответствующих модальных частотах.

Для первой области пересечения узлы, соответствующие второй заданной модальной частоте, могут быть расположены в пределах первой зоны, простирающейся по обе стороны от пучностей, соответствующих первой заданной модальной частоте, при этом первая зона представляет собой зону, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80% величины смещения мембраны в пучностях для первой заданной модальной частоты. Дополнительно или альтернативно для второй области пересечения узлы, соответствующие первой заданной модальной частоте, могут быть расположены во второй зоне, простирающейся по обе стороны от пучностей, соответствующих второй заданной модальной частоте, при этом вторая зона представляет собой зону, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80% величины смещения мембраны в пучностях для второй заданной модальной частоты. Это относительное расстояние пучностей для первой заданной модальной частоты от узлов второй заданной модальной частоты (и наоборот) обеспечивает преимущество повышенной однородности капель аэрозоля (и их свойств), исходящих из отверстий каждой области пересечения.

Для удобства сопла первой области пересечения отличаются от сопел второй области пересечения или формой, или размером или и тем, и другим. Отличие или в форме, или в размере, или и в том и другом обеспечивает дополнительную настройку образования капель аэрозоля (и их свойств), создаваемых первой и второй областями пересечения.

Модальные частоты мембраны и соответствующее ответное смещение мембраны будут зависеть от физических свойств мембраны, а также от нагрузок и граничных ограничений, действующих на мембрану. Например, модуль Юнга, коэффициент Пуассона и массовая плотность мембраны могут каждый по отдельности влиять на модальный отклик мембраны, например, на изменение или модальной частоты, или модальной формы или и того, и другого, связанных с данной модой колебаний. Объясняя далее, увеличение массовой плотности мембраны приведет к уменьшению модальной частоты данной моды колебаний мембраны, если предположить, что все другие параметры остаются неизменными. Предоставление мембраны, имеющей однородные свойства материала по всей мембране, может облегчить изготовление мембраны. Однако для удобства мембрана может быть выполнена таким образом, чтобы свойства материала были неоднородными. Такие неоднородные свойства материала могут обеспечить настройку модальных форм, модальных частот и, таким образом, образование капель аэрозоля.

Предпочтительно устройство выполнено с возможностью выборочного наложения и снятия ограничения на мембрану, чтобы настроить отклик мембраны на одну или более заданных модальных частот. Изменение граничных ограничений, действующих на мембрану, когда мембрана возбуждается на заданной частоте, также будет иметь эффект изменения ответного смещения мембраны на эту частоту. Изменение ответного смещения мембраны для данной частоты может привести к изменению расположения пучностей. Предпочтительно устройство выполнено с возможностью выборочного наложения и снятия ограничения вдоль одного или более участков периферии мембраны. В качестве примера ограничение может быть зажимным ограничением. Устройство, генерирующее аэрозоль, может также содержать электромеханический переключатель, в котором ограничение избирательно применяется и снимается с мембраны посредством срабатывания электромеханического переключателя. Использование электромеханического переключателя обеспечивает простое, но эффективное средство изменения ограничения, действующего на мембрану, для регулировки отклика мембраны на возбуждение на заданной частоте. Электромеханический переключатель удобно действует для выборочного наложения и снятия ограничения вблизи периферийного края мембраны.

В качестве неограничивающего примера мембрана может быть закреплена на месте по ее периферии с помощью сегментированного зажима, в котором дискретные сегменты зажима проходят по периферии, при этом устройство выполнено с возможностью выборочного высвобождения и наложения одного или более сегментов зажима. Для удобства сегментированный зажим входит в состав привода устройства, генерирующего аэрозоль.

Предпочтительно привод выполнен с возможностью избирательного возбуждения различных частей мембраны. В качестве неограничивающего примера привод может содержать множество сегментов привода, причем каждый сегмент привода соединен с другой частью мембраны. Для удобства каждый из множества сегментов привода представляет собой элементы, которые отличаются друг от друга и физически отделены друг от друга; только в качестве примера, каждый отличающийся и отдельный элемент может быть снабжен собственным набором электродов для обеспечения его привода. Чтобы обеспечить дополнительную настройку мод колебаний, возбуждаемых в мембране, каждый из сегментов привода может приводиться в действие независимо от других сегментов. Независимо приводимые в действие сегменты привода могут обеспечить изменение фазы работы одного или более сегментов по отношению к другим сегментам, тем самым обеспечивая возможность возбуждения мод колебаний в мембране, имеющей сложные ответные смещения. Для удобства множество сегментов привода соединены с мембраной вблизи периферии мембраны.

Привод может быть выполнен с возможностью подачи модулированного управляющего сигнала на мембрану для возбуждения мембраны. Например, спектр модулированного сигнала может содержать частотную составляющую, которая является собственной частотой мембраны и представляет собой более высокую гармоническую частоту мембраны. В одном варианте осуществления привод может быть выполнен с возможностью возбуждения моды колебаний, имеющей синусоидальную несущую от 100 кГц до 200 кГц с синусоидальной модуляцией AM от 1 кГц до 20 кГц.

Модальные частоты мембраны и соответствующее ответное смещение мембраны также будут варьироваться в зависимости от физических размеров мембраны. Толщина мембраны может постепенно изменяться при движении от центральной области мембраны к периферии мембраны. Предпочтительно толщина мембраны постепенно уменьшается от центральной области мембраны к периферии мембраны. Например, в случае круглой или эллиптической мембраны, зажатой по ее периферии, постепенное уменьшение толщины мембраны при удалении от центра мембраны уменьшило бы изменение смещения в пучностях по диаметру мембраны, когда мембрана возбуждается на одной из высших гармонических частот. В качестве альтернативы толщина мембраны может постепенно увеличиваться от центральной области мембраны к периферии мембраны.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлена система доставки аэрозоля, содержащая:

устройство, генерирующее аэрозоль, как описано выше;

при этом система дополнительно содержит:

устройство подачи жидкости, выполненное с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану.

Для удобства система доставки аэрозоля дополнительно содержит заменяемый картридж, причем картридж содержит резервуар с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Картридж может дополнительно содержать устройство подачи жидкости.

Устройство подачи жидкости может содержать трубку для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара с жидким субстратом, образующим аэрозоль, на мембрану. Устройство подачи жидкости может дополнительно содержать подающее сопло, через которое жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть выброшен смежно с поверхностью мембраны. Удобно, чтобы устройство подачи жидкости имело форму трубки, проходящей между концом резервуара и концом мембраны, при этом трубка оканчивалась подающим соплом на конце мембраны. Устройство подачи жидкости может содержать один или более фитильных материалов. Использование фитильных материалов в устройстве подачи жидкости обеспечивает возможность более постепенного и управляемого прохождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к мембране.

Устройство подачи жидкости может быть неподвижным относительно мембраны, что упрощает конструкцию устройства, генерирующего аэрозоль. Однако предпочтительно, чтобы устройство подачи жидкости было выполнено с возможностью прохождения вдоль зоны генерирования аэрозоля мембраны во время возбуждения мембраны приводом с целью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к соплам, расположенным вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах. Использование такого проходимого устройства подачи жидкости может помочь уменьшить вес устройства, позволяя использовать устройство подачи жидкости, имеющее меньшую площадь поверхности, чем неподвижное устройство подачи жидкости, способное покрыть ту же площадь поверхности зоны генерирования аэрозоля.

Для удобства множество сопел содержит первое множество сопел и второе множество сопел, расположенных в соответствующих первой и второй областях зоны генерирования аэрозоля. Устройство подачи жидкости может содержать первое устройство подачи жидкости и второе устройство подачи жидкости, при этом первое устройство подачи жидкости выполнено с возможностью подачи первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в первую область, и второе устройство подачи жидкости выполнено с возможностью подачи второй жидкости во вторую область, при этом первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, отличаются друг от друга. Привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны на одной или более заданных модальных частотах с целью аэрозолизации при использовании первого и второго жидкого субстратов, образующих аэрозоль, проходящих через соответствующие первое и второе множество сопел. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что он позволяет аэрозолизировать разные жидкие субстраты, образующие аэрозоль, из разных областей мембраны. Первый и второй жидкие субстраты, образующие аэрозоль, могут отличаться друг от друга любыми своими физическими и химическими свойствами; например, одним или более из их массовой плотности, вязкости и поверхностного натяжения. Первая и вторая области зоны генерирования аэрозоля могут быть выбраны так, чтобы они имели отличные друг от друга вибрационные характеристики при возбуждении на заданной модальной частоте. На выбор первой и второй областей могут влиять физические свойства соответствующих первого и второго жидких субстратов, образующих аэрозоль; например, таким образом, чтобы аэрозолизированные капли первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из первой области были аналогичны или идентичны аэрозолизированным каплям второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из второй области по одному или более из скорости капель, размера капель и числа Вебера.

Для удобства мембрана имеет эллиптическую или круглую форму в плане, причем первая и вторая области расположены концентрически относительно друг друга. Кроме того, первое устройство подачи жидкости и второе устройство подачи жидкости могут быть расположены концентрически, чтобы подавать соответствующие первый и второй жидкие субстраты, образующие аэрозоль, в соответствующие первую и вторую области. Предоставление концентрически расположенных первого и второго устройств подачи жидкости с мембраной, которая является круглой или эллиптической в плане, использует тот факт, что моды колебаний для такой круглой или эллиптической мембраны будут включать схему смещения, в которой пучности и узлы расположены в концентрических полосах.

В качестве альтернативы первое и второе устройства подачи жидкости могут содержать соответствующие первый и второй линейные каналы, при этом первый и второй линейные каналы предназначены для подачи первого и второго жидких субстратов, образующих аэрозоль, в соответствующие первую и вторую области зоны генерирования аэрозоля. Кроме того, первый и второй линейные каналы могут быть удобно образованы как часть цельного корпуса, при этом корпус расположен над зоной генерирования аэрозоля для обеспечения того, чтобы первый и второй линейные каналы располагались смежно с соответствующими первой и второй областями. Использование устройства подачи жидкости в виде линейных каналов, как описано в этом абзаце, особенно подходит при использовании мембраны, которая имеет прямоугольную или квадратную форму в плане, поскольку пучности для различных мод колебаний мембраны также, вероятно, следуют линейному пути.

Удобно, чтобы первое множество сопел и второе множество сопел были предпочтительно расположены вблизи расположения пучностей, соответствующих общей заданной модальной частоте мембраны, при этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны для вызова ответной вибрации мембраны на общей заданной модальной частоте. Первое устройство подачи жидкости и второе устройство подачи жидкости могут быть выполнены с возможностью одновременной подачи соответствующих первого и второго жидких субстратов, образующих аэрозоль, в соответствующие первую и вторую области. Первое множество сопел и второе множество сопел могут быть выполнены или по размеру, или по форме или и по тому, и по другому таким образом, что, когда мембрана возбуждается на общей заданной модальной частоте, число Вебера первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через первое множество сопел, находится в пределах 10% значения числа Вебера второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через второе множество сопел.

В еще одном неограничивающем варианте осуществления первое множество сопел может быть предпочтительно расположено вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на первой заданной модальной частоте мембраны, и второе множество сопел предпочтительно расположено вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на второй заданной модальной частоте мембраны, при этом первое устройство подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, выполнено с возможностью подачи первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в первую область синхронно с приводом, возбуждающим мембрану на первой заданной модальной частоте, и второе устройство подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, выполнено с возможностью подачи второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во вторую область синхронно с приводом, возбуждающим мембрану на второй заданной модальной частоте. Предпочтительно система доставки аэрозоля имеет форму бытового устройства для доставки аэрозоля, генерируемого нетепловым способом. Преимущественно система доставки аэрозоля представляет собой курительную систему для генерирования вдыхаемого аэрозоля нетепловым способом. Например, при использовании системы доставки аэрозоля капли аэрозоля, образующиеся за счет вибрации мембраны устройства, генерирующего аэрозоль, образуют вдыхаемый аэрозоль. Курительная система может иметь форму удлиненного курительного изделия. Курительная система может содержать удлиненный корпус, содержащий устройство, генерирующее аэрозоль, и устройство подачи жидкости, причем удлиненный корпус имеет дальний конец и мундштучный конец с мундштуком, расположенным на мундштучном конце. Удобно, чтобы удлиненный корпус имел цилиндрическую форму. Устройство, генерирующее аэрозоль, и устройство подачи жидкости предпочтительно расположены внутри удлиненного корпуса таким образом, чтобы аэрозолизированные капли, выбрасываемые из мембраны, впоследствии проходили через мундштук и выходили из корпуса. Предпочтительно удлиненный корпус имеет такой размер и форму, чтобы облегчить удерживание корпуса между большим и остальными пальцами пользователя курительной системы. Курительная система может дополнительно содержать источник питания и электронную схему управления, при этом электронная схема управления выполнена с возможностью управления работой привода, источник питания выполнен с возможностью подачи электроэнергии на электронную схему управления и привод устройства, генерирующего аэрозоль. Электронная схема управления и источник питания предпочтительно размещены внутри удлиненного корпуса. Предпочтительно источник питания является перезаряжаемым; например, источник питания может содержать ионно-литиевую батарею. Если источник питания является перезаряжаемым, электронная схема управления также может быть выполнена с возможностью управления зарядкой источника питания. Поскольку при генерировании аэрозоля не используется тепло, снижается риск образования вредных соединений, поскольку они обычно связаны с химическими реакциями, происходящими при более высоких температурах. Кроме того, поскольку мембрана устройства, генерирующего аэрозоль, реагирует на изменения, вызываемые приводом, существует возможность изменять характеристики аэрозоля в течение продолжительности одиночной затяжки (обычно длительностью 2-3 секунды). Это может быть достигнуто путем изменения электрического управляющего сигнала для привода в течение продолжительности затяжки, что позволяет быстро адаптировать образование аэрозоля к потребностям пользователя. Систему доставки аэрозоля можно описать как систему «затяжки по требованию».

В различных вариантах осуществления системы доставки аэрозоля на мембрану могут подаваться по отдельности разные жидкости; например, на мембрану могут подаваться по отдельности первая жидкость, содержащая никотин или другие стимулирующие вещества, и вторая жидкость, содержащая ароматизаторы. Эти разные жидкости могут подаваться в разные области мембраны, при этом каждая область реагирует на разные моды колебаний, активируемые приводом. Такая система доставки аэрозоля может привести к выбросу капель из разных областей мембраны, имеющих разный химический состав. Например, если в первой жидкости присутствует никотин, а во второй жидкости присутствует ароматизатор, доставка этих двух разных жидкостей к разным областям мембраны может быть такой, чтобы никотин присутствовал в более мелких каплях аэрозоля, а ароматизатор присутствовал в более крупных каплях аэрозоля, чтобы повысить удовлетворенность пользователей. Напротив, наличие никотина в каплях аэрозоля относительно большего размера имело бы недостаток, связанный с риском раздражения горла пользователя. Подача жидкостей может быть синхронизирована с управляющим сигналом привода. Например, для подачи одной жидкости можно использовать микронасос или клапан, когда привод активирован на одной моде, вместе с тем для подачи другой жидкости можно использовать другой микронасос или переключать состояние клапана, когда привод активирован на другой моде. Пользователь может иметь возможность настроить или выбрать свой собственный персонализированный профиль затяжки, который может принимать форму заданной отличительной характеристики электрического управляющего сигнала для привода, для обеспечения предпочтительных характеристик аэрозоля.

Хотя курительная система предпочтительно предназначена для генерирования аэрозоля нетепловым способом, необязательно, курительная система содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью подвода тепла к жидкому субстрату, образующему аэрозоль, либо до, либо после аэрозолизации субстрата, т.е. выше по потоку или ниже по потоку от мембраны. Курительная система предпочтительно содержит заменяемый картридж, при этом картридж расположен внутри удлиненного корпуса и содержит резервуар с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Необязательно, картридж дополнительно содержит устройство подачи жидкости.

Изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже предоставлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих примеров. Любые один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любыми одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.

Пример Ex1: устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: мембрану, имеющую зону генерирования аэрозоля, где зона генерирования аэрозоля содержит множество сопел, причем множество сопел являются единственными соплами в зоне генерирования аэрозоля; и привод, соединенный с мембраной; при этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны для вызова вибрации мембраны на одной или более заданных модальных частотах мембраны с целью аэрозолизации при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через множество сопел; при этом множество сопел предпочтительно расположены вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны.

Пример Ex2: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex1, где множество сопел неравномерно распределены по зоне генерирования аэрозоля.

Пример Ex3: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1 или Ex2, где по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80%, или по меньшей мере 90% из множества сопел расположены в области, проходящей по обе стороны от пучностей, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующих одной или более заданных модальных частот.

Пример Ex4: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex3, где все из множества сопел расположены в области, простирающейся по обе стороны от пучностей.

Пример Ex5: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex3, где менее 5% множества сопел расположены в пределах области, простирающейся по обе стороны от узлов, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет не более 20% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующих одной или более заданных модальных частот.

Пример Ex6: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex5, где зона генерирования аэрозоля свободна от сопел в пределах области, простирающейся по обе стороны от узлов, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет не более 10% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующей одной или более заданных модальных частот.

Пример Ex7: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex6, где одна или более заданных частот содержат множество модальных частот.

Пример Ex8: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ех1-Ех7, где одна или более заданных модальных частот содержат первую заданную модальную частоту мембраны и вторую заданную модальную частоту мембраны, где множество сопел предпочтительно расположено в первой и второй области пересечения зоны генерирования аэрозоля, где: для первой области пересечения пучности, соответствующие первой заданной модальной частоте мембраны, находятся вблизи узлов, соответствующих второй заданной модальной частоте мембраны; и для второй области пересечения пучности, соответствующие второй заданной модальной частоте мембраны, находятся вблизи узлов, соответствующих первой заданной модальной частоте мембраны.

Пример Ex9: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex8, где все из множества сопел расположены в первой и второй областях пересечения.

Пример Ex10: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex8 или Ex9, где: для первой области пересечения узлы, соответствующие второй заданной модальной частоте, расположены в пределах первой зоны, простирающейся по обе стороны от пучностей, соответствующих первой заданной модальной частоте, при этом первая зона представляет собой зону, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80% величины смещения мембраны в пучностях для первой заданной модальной частоты; и для второй области пересечения узлы, соответствующие первой заданной модальной частоте, расположены во второй зоне, простирающейся по обе стороны от пучностей, соответствующих второй заданной модальной частоте, при этом вторая зона представляет собой зону, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80% величины смещения мембраны в пучностях для второй заданной модальной частоты.

Пример Ex11: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex10, где устройство выполнено с возможностью избирательного наложения и снятия ограничения на мембрану, чтобы настроить отклик мембраны на одну или более заданных модальных частот.

Пример Ex12: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex11, где устройство выполнено с возможностью выборочного наложения и снятия ограничения вдоль одного или более участков периферии мембраны.

Пример Ex13: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex11 или Ex12, где ограничением является зажимное ограничение.

Пример Ex14: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ех11-Ех13, дополнительно содержащее электромеханический переключатель, где ограничение избирательно применяется и снимается с мембраны посредством действия электромеханического переключателя.

Пример Ex15: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex14, где электромеханический переключатель выполнен с возможностью избирательного наложения и снятия ограничения вблизи периферийного края мембраны.

Пример Ex16: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex15, где привод выполнен с возможностью выборочного возбуждения различных частей мембраны.

Пример Ex17: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex16, где привод содержит множество сегментов привода, причем каждый сегмент привода соединен с отдельной частью мембраны.

Пример Ex18: устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Ex17, где множество сегментов привода соединены с мембраной вблизи периферии мембраны.

Пример Ex19: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex18, где привод выполнен с возможностью подачи модулированного управляющего сигнала на мембрану для возбуждения мембраны.

Пример Ex20: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ex19, где толщина мембраны постепенно уменьшается от центральной области мембраны к периферии мембраны.

Пример Ex21: система подачи аэрозоля, содержащая: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ех1-Ех20; где система дополнительно содержит: устройство подачи жидкости, выполненное с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану.

Пример Ex22: система доставки аэрозоля по примеру Ex21, где устройство подачи жидкости выполнено с возможностью прохождения вдоль зоны генерирования аэрозоля мембраны во время возбуждения мембраны приводом для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к соплам вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах.

Пример Ex23: система доставки аэрозоля по любому из примеров Ex21 или Ex22, где множество сопел содержат первое множество сопел и второе множество сопел, расположенных в соответствующих первой и второй областях зоны генерирования аэрозоля; устройство подачи жидкости, содержащее первое устройство подачи жидкости и второе устройство подачи жидкости, где первое устройство подачи жидкости выполнено с возможностью подачи первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в первую область, и второе устройство подачи жидкости выполнено с возможностью подачи второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во вторую область; при этом первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, отличаются друг от друга; при этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны на одной или более заданных модальных частотах с целью аэрозолизации при использовании первого и второго жидких субстратов, образующих аэрозоль, проходящих через соответствующие первое и второе множество сопел.

Пример Ex24: система доставки аэрозоля по примеру Ex23, где мембрана имеет эллиптическую или круглую форму в плане, при этом первая и вторая области расположены концентрически относительно друг друга, причем первое устройство подачи жидкости и второе устройство подачи жидкости расположены концентрически друг относительно друга, чтобы подавать соответствующие первый и второй жидкие субстраты, образующие аэрозоль, в соответствующие первую и вторую области.

Пример Ex25: система доставки аэрозоля по любому из примеров Ех23 или 24, где первое множество сопел и второе множество сопел предпочтительно расположены вблизи пучностей, соответствующих общей заданной модальной частоте мембраны, при этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны для вызова вибрации мембраны на общей заданной модальной частоте.

Пример Ex26: система подачи аэрозоля по примеру Ex25, где первое устройство подачи жидкости и второе устройство подачи жидкости выполнены с возможностью одновременной подачи соответствующих первого и второго жидких субстратов, образующих аэрозоль, в соответствующие первую и вторую области.

Пример Ex27: система доставки аэрозоля по любому из примеров Ex25 или Ex26, где первое множество отверстий и второе множество отверстий выполнены или по размеру, или по форме или и по тому, и по другому таким образом, что когда мембрана возбуждается на общей заданной модальной частоте, число Вебера первой жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через первое множество отверстий, находится в пределах 10% значения числа Вебера второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через второе множество отверстий.

Пример Ex28: система доставки аэрозоля по любому из примеров Ex23 или Ex24, где первое множество отверстий предпочтительно расположено вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на первой заданной модальной частоте мембраны, и второе множество отверстий предпочтительно расположено вблизи пучностей, соответствующих мембране, возбуждаемой на второй заданной модальной частоте мембраны, при этом первое устройство подачи жидкости выполнено с возможностью подачи первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, синхронно с приводом, возбуждающим мембрану на первой заданной модальной частоте, и второе устройство подачи жидкости выполнено с возможностью подачи второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, синхронно с приводом, возбуждающим мембрану на второй заданной модальной частоте.

Пример Ex29: система доставки аэрозоля по любому из примеров Ex21-Ex28, где система доставки аэрозоля представляет собой курительную систему для генерирования вдыхаемого аэрозоля.

Пример Ex30: система доставки аэрозоля по примеру Ex29, где система доставки аэрозоля содержит удлиненный корпус, содержащий устройство, генерирующее аэрозоль, и устройство подачи жидкости, причем удлиненный корпус имеет дальний конец и мундштучный конец с мундштуком, расположенным на мундштучном конце.

Пример Ex31: система доставки аэрозоля по примеру Ех30, дополнительно содержащая источник питания и электронную схему управления, где электронная схема управления выполнена с возможностью управления работой привода, причем источник питания выполнен с возможностью подачи электроэнергии на электронную схему управления и привод, при этом электронная схема управления и источник питания находятся в удлиненном корпусе.

Далее будут описаны примеры со ссылкой на чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан схематический вид системы доставки аэрозоля, при этом система доставки аэрозоля имеет форму курительного изделия для генерирования вдыхаемого аэрозоля;

на фиг. 2 показан вид в перспективе устройства, генерирующего аэрозоль, согласно варианту осуществления;

на фиг. 3 показан вид в плане мембраны устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2;

на фиг. 4 показан график смещения в зависимости от радиального расстояния для круглой мембраны, зажатой по периферии мембраны, в ответ на активацию моды колебаний (0,3) в мембране. На графике также указано расположение сопел в мембране;

на фиг. 5а показан вид в плане круглой мембраны, зажатой по периферии мембраны и на которую нанесены контурные линии, указывающие на смещение различных частей мембраны в ответ на активацию в мембране моды колебаний (0,2);

на фиг. 5b показан вид в плане круглой мембраны, зажатой по периферии мембраны и на которую нанесены контурные линии, указывающие на смещение различных частей мембраны в ответ на активацию в мембране моды колебаний (1,2);

на фиг. 5с показан вид в плане круглой мембраны, зажатой по периферии мембраны и на которую нанесены контурные линии, указывающие на смещение различных частей мембраны в ответ на активацию в мембране моды колебаний (3,1);

на фиг. 6а показан вид в плане квадратной мембраны, просто поддерживаемой по периферии мембраны и на которую нанесены контурные линии, указывающие на смещение различных частей мембраны в ответ на активацию в мембране моды колебаний (1,2);

на фиг. 6b показан вид в плане квадратной мембраны, просто поддерживаемой по периферии мембраны и на которую нанесены контурные линии, указывающие на смещение различных частей мембраны в ответ на активацию в мембране моды колебаний (3,3);

на фиг. 7 показан график зависимости смещения от радиального расстояния для круглой мембраны, зажатой по периферии мембраны, в ответ на активацию в мембране двух отдельных мод колебаний (0,3) и (4,1). На графике также указано расположение сопел в мембране;

на фиг. 8а и 8b показан вертикальный вид сбоку варианта осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью избирательного наложения и снятия ограничения на мембрану. На фиг. 8а показано ограничение, наложенное на мембрану, тогда как на фиг. 8b показано ограничение, снятое с мембраны;

на фиг. 9 показан вертикальный вид сбоку варианта осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, в котором толщина мембраны постепенно уменьшается при движении от центральной области мембраны к периферии мембраны;

на фиг. 10 показан вертикальный вид сбоку варианта осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, в котором толщина мембраны постепенно увеличивается при движении от центральной области мембраны к периферии мембраны;

на фиг. 11 показан вид в перспективе первого варианта осуществления узла подачи жидкости;

на фиг. 12 показан вид в перспективе второго варианта осуществления узла подачи жидкости;

на фиг. 13 показан вид в перспективе третьего варианта осуществления узла подачи жидкости.

На фиг. 1 представлен схематический вид системы 100 доставки аэрозоля. Для варианта осуществления, показанного на фиг. 1, система 100 доставки аэрозоля представляет собой курительную систему для генерирования вдыхаемого аэрозоля 101. Система 100 имеет удлиненный корпус 102. Удлиненный корпус 102 содержит источник 103 питания, электронную схему 104 управления, картридж 105, узел 106 подачи жидкости и устройство 107, генерирующее аэрозоль. Источник 103 питания соединен с электронной схемой 104 управления и устройством 107, генерирующим аэрозоль, для подачи на них питания. Электронная схема 104 управления выполнена с возможностью управления работой устройства 107, генерирующего аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления, в котором источником 103 питания является перезаряжаемая батарея, электронная схема 104 управления также выполнена с возможностью управления зарядкой перезаряжаемой батареи. Удлиненный корпус 102 имеет дальний конец 108 и мундштучный конец 109. Мундштук 110 расположен на мундштучном конце 109 корпуса 102. Картридж 105 содержит резервуар с жидким субстратом, образующим аэрозоль (не показан). Хотя это не показано на фиг. 1, картридж 105 является заменяемым, а удлиненный корпус 102 приспособлен для обеспечения извлечения и замены картриджа. Варианты осуществления типичных устройств 107, генерирующих аэрозоль, подходящих для использования с системой 100 доставки аэрозоля, показанной на фиг. 1, описаны в последующих абзацах.

На фиг. 2 показан вариант осуществления устройства 107, генерирующего аэрозоль. Устройство 107 имеет мембрану 20 и привод 40, соединенный с мембраной. Для варианта осуществления, показанного на фиг. 2, мембрана 20 имеет круглую форму, если смотреть сверху. Привод 40 сегментирован по своей периферии на четыре дискретных сегмента 41, 42, 43, 44. Каждый сегмент 41, 42, 43, 44 имеет верхнюю половину и нижнюю половину, воздействующие на соответствующие верхнюю и нижнюю поверхности соответствующих сегментов мембраны 20. Таким образом, каждый сегмент 41, 42, 43, 44 привода ограничивает соответствующий сегмент мембраны 20. Каждый сегмент 41, 42, 43, 44 привода сконструирован так, чтобы приводиться в действие независимо от других сегментов. Во время работы привода 40 сегменты 41, 42, 43, 44 могут приводиться в действие так, чтобы они находились в фазе друг с другом или в любом требуемом фазовом соотношении. В альтернативном варианте осуществления, не показанном на фигурах, привод 40 может быть непрерывным и несегментным.

На фиг. 3 показан вид в плане мембраны 20 устройства 107, генерирующего аэрозоль, т.е. если смотреть в направлении стрелки А на фиг. 2. Мембрана 20 имеет круглую форму, если смотреть сверху. Для удобства привод 40 исключен из фиг. 3. Мембрана 20 имеет зону 21 генерирования аэрозоля (периферия которой представлена пунктирной линией на фиг. 3). Зона 21 генерирования аэрозоля снабжена множеством сопел 22. Сопла 22 выполнены в виде отверстий, проходящих через толщину мембраны 20. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, множество сопел 22 расположены исключительно в двух кольцевых областях 23, 24. Между периферией 26 мембраны 20 и периферией зоны 21 генерирования аэрозоля имеется кольцевой зазор 25. Кольцевой зазор 25 обеспечивает пространство для соединения сегментов привода 40 (см. для примера фиг. 2) с мембраной 20.

Привод 40 выполнен с возможностью возбуждения мембраны 20 для вызова вибрации мембраны на одной или более заданных модальных частотах мембраны. В различных вариантах осуществления привод 40 может быть выполнен с возможностью возбуждения мембраны 20 для вызова вибрации мембраны на нескольких дискретных модальных частотах мембраны. Однако для простоты понимания сначала будет обсуждаться смещение мембраны 20 в ответ на привод 40, возбуждающий одну моду колебаний мембраны, при этом обсуждение относится к фиг. 4. Каждая мода колебаний мембраны 20 будет иметь соответствующую модальную частоту.

На фиг. 4 показан график смещения круглой мембраны 20 в зависимости от радиального расстояния r от центра 27 мембраны 20 (см. фиг. 3) для моды колебаний (0,3) мембраны, при этом по всей периферии 26 мембрана зажата приводом 40. Радиальное расстояние r на фиг. 4 выражено как часть радиуса R зоны 21 генерирования аэрозоля. Для моды (0,3) цифра 0 указывает на то, что в мембране 20 не активирована окружная мода колебаний, тогда как цифра 3 указывает на то, что мода колебаний третьей гармоники в радиальном направлении (относительно центра 27 мембраны) активирована.

Как показано на фиг. 4, когда мода (0,3) активирована в мембране 20, пучности присутствуют в трех областях мембраны. Смещение, показанное на фиг. 4, является кольцевым относительно центра 27 мембраны 20 для моды (0,3) с тремя определенными областями 201, 202, 203 пучностей, соответствующими положениям пучностей. Величина смещения пучностей максимальна в центре 27 мембраны 20 (т.е. в области пучностей 201) и постепенно уменьшается с увеличением радиального расстояния от центра к периферии 26 мембраны (т.е. см. области 202, 203 пучностей). Уменьшение величины смещения в пучностях с увеличением радиального расстояния r происходит из-за того, что периферия 26 мембраны 20 зажимается приводом 40 (см. фиг. 2). На фиг. 4 показаны серые полосы, показывающие ширину кольцевых областей 23, 24, в которых предусмотрено множество сопел 22. Кольцевые области 23, 24 локализованы около (т.е. вблизи) соответствующих пучностей (см. области 202, 203 пучностей на фиг. 4). Длина волны λ формы волны, связанной с этой модой колебаний (0,3), указана на фиг. 4.

При подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану 20, когда привод 40 активирует моду (0,3) мембраны, капли аэрозоля будут генерироваться соплами 22, расположенными в кольцевых областях 23, 24. Поскольку эти кольцевые области 23, 24 и, следовательно, множество сопел 22 локализованы вокруг пучностей (т.е. областей 202, 203 пучностей) для моды колебаний (0,3), энергия и скорость, сообщаемые каплям аэрозоля мембраной 20, будут максимальными. Такое расположение сопел 22, локализованных вокруг пучностей 202, 203, также увеличит число Вебера и расстояние, на которое мембрана 20 способна выбрасывать капли аэрозоля из мембраны. Если бы привод 40 вместо этого или дополнительно был выполнен с возможностью возбуждения другой моды колебаний в мембране, то множество сопел 22 было бы предпочтительно расположено вблизи пучностей, соответствующих этой другой моде колебаний.

На фиг. 5a-5c и 6a, 6b показано ответное смещение мембран различной геометрии для различных мод колебаний.

На фиг. 5а-5с показаны виды в плане круглой мембраны 20, зажатой по периферии 26 мембраны, для различных мод колебаний. Каждая мода колебаний будет иметь свою соответствующую модальную частоту. На мембрану 20 наложены градуированные контуры для каждой из фиг. 5а-5с, иллюстрирующие ответное смещение различных частей мембраны для конкретной моды колебаний.

На фиг. 5а показано смещение зажатой круглой мембраны 20 для моды колебаний (0,2). Для моды (0,2) цифра 0 указывает на то, что в мембране 20 не активирована окружная мода колебаний, тогда как цифра 2 указывает на то, что в радиальном направлении (относительно центра 27 мембраны) активирована мода колебаний второй гармоники. Ответное смещение мембраны 20 для этой моды колебаний имеет две определенные пучности вдоль линии, идущей радиально от центра 27 мембраны.

На фиг. 5b показано смещение зажатой круглой мембраны 20 для моды колебаний (1,2). Для моды (1,2) цифра 1 указывает на то, что в мембране 20 активирована основная окружная мода колебаний, тогда как цифра 2 указывает на то, что активирована мода колебаний второй гармоники в радиальном направлении (относительно центра 27 мембраны). Ответное смещение мембраны 20 для этой моды колебаний имеет одну область пучности в окружном направлении для каждой половины мембраны, а также две области пучностей вдоль линии, идущей радиально от центра 27 мембраны.

На фиг. 5с показано ответное смещение зажатой круглой мембраны 20 для моды колебаний (3,1). Для моды (3,1) цифра 3 указывает на то, что в мембране 20 активирована третья гармоническая окружная мода колебаний, тогда как цифра 1 указывает на то, что активирована основная мода колебаний в радиальном направлении (относительно центра 27 мембраны). Ответное смещение мембраны 11 для этой моды колебаний имеет три пучности в окружном направлении для каждой половины мембраны, а также одну пучность вдоль линии, идущей радиально от центра 27 мембраны.

На фиг. 6а и 6b показаны виды в плане квадратной мембраны 20’, просто поддерживаемой вокруг периферии 26’ мембраны для различных мод колебаний. Каждая мода колебаний будет иметь свою соответствующую модальную частоту. На мембрану 20’ наложены градуированные контуры для каждой из фиг. 6а и 6b, иллюстрирующие ответное смещение различных частей мембраны для конкретной моды колебаний.

На фиг. 6а показано смещение свободно поддерживаемой квадратной мембраны 20’ для моды колебаний (1,2). Для моды (1,2) цифра 1 указывает, что в мембране 20’ активирована основная мода колебаний в направлении y, тогда как цифра 2 указывает, что активирована мода колебаний второй гармоники в направлении x. Ответное смещение мембраны 20’ для этой моды колебаний имеет одну область пучностей в направлении y, а также две области пучностей в направлении x.

На фиг. 6b показано смещение свободно поддерживаемой прямоугольной мембраны 20’ для моды колебаний (3,3). Для моды (3,3) цифра 3 указывает на то, что в мембране 20’ активирована мода колебаний второй гармоники как в направлениях x, так и в y. Ответное смещение мембраны 20’ для этой моды колебаний имеет три пучности в каждом из направлений x и y.

Если привод 40 должен был быть выполнен с возможностью возбуждения любой из мод колебаний для круглой зажатой мембраны 20, показанной на фиг. 5a-5с, или квадратной свободно поддерживаемой мембраны 20’, показанной на фиг. 6a и 6b, графики контура ответного смещения показывают, где в мембране может вероятно возникнуть пиковая величина смещения (т.е. гребень или впадина). Такие графики могут помочь в предпочтительном расположении множества сопел 22 в мембране 20 таким образом, чтобы они находились вблизи тех областей мембраны, которые испытывают наибольшие величины смещения (т.е. пучности). Как указывалось ранее, такое предпочтительное расположение сопел вблизи пучностей способствует максимальному увеличению энергии и скорости, сообщаемым каплям аэрозоля во время использования устройства 107, генерирующего аэрозоль.

В альтернативном варианте осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, привод 40 выполнен с возможностью возбуждения мембраны 20 устройства 107, генерирующего аэрозоль, на двух дискретных заданных модальных частотах. Каждая дискретная модальная частота связана с соответствующей модой колебаний. В качестве иллюстрации на фиг. 7 показана ответная вибрация зажатой круглой мембраны 20 при увеличении радиального расстояния r от центра 27 мембраны для двух различных мод колебаний мембраны. Две моды колебаний - это моды (0,3) и (4,1), представленные сплошной и пунктирной линиями соответственно на фиг. 7. Для моды (0,3) цифра 0 означает, что в мембране 20 не активирована окружная мода колебаний, тогда как цифра 3 указывает на то, что активирована мода колебаний третьей гармоники в радиальном направлении (относительно центра 27 мембраны). Для моды (4,1) цифра 4 указывает на то, что в мембране 20 активирована окружная мода колебаний четвертой гармоники, тогда как цифра 1 указывает на то, что активирована основная мода колебаний в радиальном направлении (относительно центра 27 мембраны). В этом альтернативном варианте осуществления множество сопел 22 расположены в двух дискретных областях 231, 241 зоны 21 генерирования аэрозоля. Первая из этих областей 231 образует окружность, расположенную в центре мембраны 20, тогда как вторая из этих областей 241 имеет форму кольцевой полосы. Первая область 231 представляет собой первую область пересечения, в которой пучности, соответствующие моде колебаний (0,3), расположены вблизи узлов, соответствующих моде колебаний (4,1). Вторая область 241 представляет собой вторую область пересечения, в которой пучности, соответствующие моде колебаний (4,1), расположены вблизи узлов, соответствующих моде колебаний (0,3). При возбуждении приводом 40 моды (0,3) и подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану 20 происходит выброс капель аэрозоля преимущественно из сопел 22 первой области 231 пересечения. Однако, как только привод 40 переключается на возбуждение моды (4,1), вместо этого капли аэрозоля выходят преимущественно из сопел 22 второй области 241 пересечения.

На фиг. 8a и 8b схематично показан вид варианта осуществления, в котором устройство 107, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью выборочного наложения и снятия ограничения на мембрану 20. Для удобства расположение множества сопел 22 в мембране 20 для этого варианта осуществления не показано на фиг. 8а или 8b. Как показано на фиг. 8а, оба противоположных края мембраны 20 зажаты. Зажим 41 обеспечен на левом краю мембраны 20. Зажим 41 является неподвижным, что означает, что зажим 41 продолжает зажимать левый край мембраны 20 во время работы привода 40 устройства 107, генерирующего аэрозоль. Разъемный зажим 42 обеспечен на правом краю мембраны 20. Разъемный зажим 42 соединен с электромеханическим переключателем 43. Как показано на фиг. 8а и 8b (см. стрелку В), электромеханический переключатель 43 приводится в действие для перемещения верхней половины 42а разъемного зажима 42 относительно нижней половины 42b зажима, чтобы избирательно накладывать и снимать верхнюю половину 42а с мембраны 20 и, таким образом, накладывать и снимать зажим правого края мембраны. Снятие и повторное накладывание зажима на край мембраны 20, когда мембрана возбуждается приводом 40 на данной заданной модальной частоте мембраны, приводит к изменению ответного смещения мембраны для этой модальной частоты. Изменение ответного смещения мембраны 20 в ответ на изменение ограничения, наложенного на мембрану, можно использовать, располагая множество сопел 22 предпочтительно вблизи пучностей, соответствующих смещению мембраны 20 для каждого из различных состояний ограничения мембраны.

На фиг. 9 и 10 изображены два различных варианта осуществления устройства 107, генерирующего аэрозоль, в которых толщина мембраны 20 постепенно изменяется при движении от центральной области мембраны к периферии мембраны. Сопла 22 схематично показаны на обеих фиг. 9 и 10 с приводом 40, соединенным с верхней и нижней поверхностями мембраны в области периферии мембраны. На фиг. 9 показан пример, в котором толщина мембраны 20 постепенно уменьшается при движении от центра мембраны к периферии мембраны. На фиг. 10 показана обратная ситуация, в которой толщина мембраны 20 постепенно увеличивается при движении от центра мембраны к периферии мембраны. Толщина мембраны 20 показана в радиальном положении r относительно центра мембраны, при этом толщина представлена символом t_r.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может подаваться на мембрану 20 устройства 107, генерирующего аэрозоль, различными способами. На фиг. 11, 12 и 13 показаны примеры узла 106, 106’, 106’’ подачи жидкости для подачи одного или более жидких субстратов, образующих аэрозоль, на мембрану 20 устройства 107, генерирующего аэрозоль. Для удобства привод 40 не показан ни на одной из фиг. 11-13.

На фиг. 11 показан узел 106 подачи жидкости, предназначенный для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану 20. Узел 106 подачи жидкости имеет подвижную площадку 1061. Гибкая трубка 1062 проходит между резервуаром с жидким субстратом, образующим аэрозоль (не показан), и подающим соплом 1063. Стрелка L показывает прохождение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара через гибкую трубку 1062. Хотя это не показано на фиг. 11, электродвигатель соединен с подвижной площадкой 1061. Работа двигателя вызывает перемещение подвижной площадки 1061 вдоль зоны 21 генерирования аэрозоля мембраны 20 по пути P. Во время возбуждения мембраны 20 приводом 40 подвижная площадка 1061 перемещается по мембране для подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через подающее сопло 1063 вблизи пучностей и сопел 22, соответствующих заданной модальной частоте. Узел 106 подачи жидкости, показанный на фиг. 11, может применяться для мембраны 20 любой формы.

На фиг. 12 показан альтернативный узел 106’ подачи жидкости. Узел 106’ подачи жидкости показан вместе с круглой мембраной 20. Узел 106’ подачи жидкости имеет три концентрически расположенных трубки 1064, 1065, 1066. Самая внутренняя в радиальном направлении трубка 1064 определяет первый концентрический канал подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для подачи первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану 20. Кольцевой зазор между самой внутренней в радиальном направлении трубкой 1064 и средней трубкой 1065 определяет второй концентрический канал подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для подачи второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану 20. Кольцевой зазор между средней трубкой 1065 и самой внешней в радиальном направлении трубкой 1066 определяет третий концентрический канал подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для подачи третьего жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану 20. В каждый из концентрически расположенных каналов подачи подается или заполняется соответствующим жидким субстратом, образующим аэрозоль, из резервуара (не показан). Концентрически расположенные первый, второй и третий каналы подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подают свои соответствующие жидкие субстраты, образующие аэрозоль, в соответствующие кольцевые области мембраны 20. В альтернативном варианте осуществления (не показан) в каждом из концентрически расположенных первом, втором и третьем каналах подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может быть расположен фитильный материал, при этом фитильный материал для каждого концентрического канала подачи смочен соответствующим для этого канала жидким субстратом, образующим аэрозоль. В еще одном альтернативном варианте узел 106’ подачи жидкости также может использоваться в сочетании с эллиптической мембраной.

На фиг. 13 изображен дополнительный альтернативный узел 106’’ подачи жидкости. Узел 106’’ подачи жидкости показан вместе с квадратной мембраной 20’. Узел 106’’ подачи жидкости имеет три линейных канала 1067, 1068, 1069, образованных в субстрате 1070. В каждый из линейных каналов 1067, 1068, 1069 подается соответствующий жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из резервуара (не показан) посредством соответствующего впускного отверстия 1071, 1072, 1073 для жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Линейные каналы 1067, 1068, 1069 подают свои соответствующие жидкие субстраты, образующие аэрозоль, в соответствующие линейные области мембраны 20’. В альтернативном варианте осуществления (не показан) фитильный материал расположен в каждом из линейных каналов 1067, 1068, 1069, при этом фитильный материал для каждого канала смочен соответствующим для этого канала жидким субстратом, образующим аэрозоль.

Хотя это и не показано на фиг. 11-13, узлы 106, 106’, 106’’ подачи жидкости содержат один или более микронасосов для активной подачи жидких субстратов, образующих аэрозоль, на мембрану 20, 20’. Микронасос (микронасосы) узлов 106, 106’, 106’’ подачи жидкости должен быть соединен с источником питания и питаться от него (например, источником 103 питания, показанным на фиг. 1 - см. пунктирную линию, соединяющую узел 106 подачи жидкости на фиг. 1).

Для целей настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, в которых указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и т.д., следует понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Кроме того, все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе. Таким образом, в данном контексте число «А» понимается как «А» ± 10% «А». В этом контексте можно считать, что число «А» включает числовые значения, которые находятся в пределах общей стандартной погрешности измерения того свойства, которое изменяется число «А». Число «А», используемое в прилагаемой формуле изобретения, в некоторых случаях может отклоняться на проценты, указанные выше, при условии, что величина отклонения «А» не оказывает существенного влияния на основную и новую характеристику (характеристики) заявленного изобретения. Кроме того, все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе.

Изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль. Технический результат – усовершенствование средств аэрозолизации жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с использованием вибрационной перфорированной мембраны. Устройство содержит мембрану, имеющую зону генерирования аэрозоля, при этом зона генерирования аэрозоля содержит множество сопел, причем множество сопел являются единственными соплами в зоне генерирования аэрозоля; и привод, соединенный с мембраной. При этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны для вызова вибрации мембраны на одной или более заданных модальных частотах мембраны с целью аэрозолизации при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, проходящего через множество сопел. Причем более чем 50% из множества сопел расположены ближе к пучностям, чем к узлам мембраны, при этом пучности и узлы соответствуют мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны. Толщина мембраны постепенно изменяется от центральной области мембраны к периферии мембраны. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Устройство, генерирующее аэрозоль и содержащее:

мембрану, имеющую зону генерирования аэрозоля, при этом зона генерирования аэрозоля содержит множество сопел, причем множество сопел являются единственными соплами в зоне генерирования аэрозоля; и

привод, соединенный с мембраной;

при этом привод выполнен с возможностью возбуждения мембраны для вызова вибрации мембраны на одной или более заданных модальных частотах мембраны с целью аэрозолизации при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль и проходящего через множество сопел;

причем более чем 50% из множества сопел расположены ближе к пучностям, чем к узлам мембраны, при этом пучности и узлы соответствуют мембране, возбуждаемой на одной или более заданных модальных частотах мембраны;

причем толщина мембраны постепенно изменяется от центра мембраны к периферийному краю мембраны.

2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, в котором множество сопел неравномерно распределены по зоне генерирования аэрозоля.

3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере 60% из множества сопел расположены в пределах области, простирающейся по обе стороны от пучностей, при этом область представляет собой область, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60% величины смещения мембраны в пучностях для соответствующей одной или более заданных модальных частот.

4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 3, в котором все из множества сопел расположены в области, простирающейся по обе стороны от пучностей.

5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором одна или более заданных модальных частот содержат первую заданную модальную частоту мембраны и вторую заданную модальную частоту мембраны, при этом множество сопел предпочтительно расположены в первой и второй области пересечения зоны генерирования аэрозоля, причем:

для первой области пересечения пучности, соответствующие первой заданной модальной частоте мембраны, находятся вблизи узлов, соответствующих второй заданной модальной частоте мембраны; и

для второй области пересечения пучности, соответствующие второй заданной модальной частоте мембраны, находятся вблизи узлов, соответствующих первой заданной модальной частоте мембраны.

6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 5, в котором все из множества сопел расположены в первой и второй областях пересечения.

7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 5 или 6, в котором:

для первой области пересечения узлы, соответствующие второй заданной модальной частоте, расположены в пределах первой зоны, простирающейся по обе стороны от пучностей, соответствующих первой заданной модальной частоте, при этом первая зона представляет собой зону, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60% величины смещения мембраны в пучностях для первой заданной модальной частоты; и

для второй области пересечения узлы, соответствующие первой заданной модальной частоте, расположены во второй зоне, простирающейся по обе стороны от пучностей, соответствующих второй заданной модальной частоте, причем вторая зона представляет собой зону, где величина смещения мембраны составляет по меньшей мере 60% величины смещения мембраны в пучностях для второй заданной модальной частоты.

8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, выполненное с возможностью избирательного наложения и снятия ограничения на мембрану, чтобы настроить отклик мембраны на одну или более заданных модальных частот.

9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 8, выполненное с возможностью выборочного наложения и снятия ограничения вдоль одного или более участков периферии мембраны.

10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором привод выполнен с возможностью избирательного возбуждения различных частей мембраны.

11. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 10, в котором привод содержит множество сегментов привода, причем каждый сегмент привода соединен с отдельной частью мембраны.

12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором привод выполнен с возможностью подачи модулированного управляющего сигнала на мембрану для возбуждения мембраны.

13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором толщина мембраны постепенно уменьшается от центра мембраны к периферийному краю мембраны.

14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-12, в котором толщина мембраны постепенно увеличивается от центра мембраны к периферийному краю мембраны.

15. Система доставки аэрозоля, содержащая:

устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-14;

при этом система дополнительно содержит:

устройство подачи жидкости, выполненное с возможностью подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на мембрану.