Настоящее изобретение относится к приспособлению, генерирующему аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля из жидкости, образующей аэрозоль, которая способна при нагреве высвобождать летучие соединения. Настоящее изобретение также относится к изделию, генерирующему аэрозоль (для генерирования аэрозоля), устройству, генерирующему аэрозоль (для генерирования аэрозоля), и системе, генерирующей аэрозоль (для генерирования аэрозоля), содержащей такое приспособление, генерирующее аэрозоль (для генерирования аэрозоля).
Приспособления для генерирования вдыхаемых аэрозолей из жидкостей, образующих аэрозоль, в целом известны из предшествующего уровня техники. Например, такие приспособления могут содержать резервуар для хранения жидкости, образующей аэрозоль, и средство для капиллярного переноса жидкости для переноса жидкости из резервуара в секцию испарения средства для переноса жидкости снаружи резервуара. Там жидкость может испаряться путем нагрева секции испарения. Испаренная жидкость подвергается воздействию воздуха, проходящего сквозь секцию испарения таким образом, что образуется аэрозоль, который впоследствии может быть вытянут, например, через мундштук. Обычно поток воздуха возникает из-за затяжки пользователя.
Использование средства для капиллярного переноса жидкости для втягивания жидкости, образующей аэрозоль, из резервуара в секцию испарения средства для переноса снаружи резервуара сопряжено с проблемами, присущими процессам, управляющим физикой капиллярного действия. В частности, это касается неконтролируемого впитывания средства для капиллярного переноса жидкости, что может вызвать нежелательные проблемы с утечкой и изменения количества жидкости, доступной в секции испарения. Последнее, в свою очередь, может привести к нежелательным изменениям количества аэрозоля, генерируемого нагревом жидкости в секции испарения.
Поэтому, было бы желательно иметь приспособление, генерирующее аэрозоль, содержащее резервуар для жидкости и средство для капиллярного переноса жидкости с преимуществами решений из предшествующего уровня техники с одновременным устранением их недостатков. В частности, было бы желательно иметь приспособление, генерирующее аэрозоль, содержащее резервуар для жидкости и средство для капиллярного переноса жидкости, которые обеспечивают улучшенное управление потоком жидкости из резервуара через средство для капиллярного переноса жидкости в секцию испарения.
Согласно настоящему изобретению предложено приспособление, генерирующее аэрозоль, для генерирования аэрозоля из жидкости, образующей аэрозоль. Приспособление, генерирующее аэрозоль, содержит резервуар для жидкости для хранения жидкости, образующей аэрозоль, и средство для капиллярного переноса жидкости для переноса жидкости, образующей аэрозоль, из резервуара для жидкости через отверстие резервуара в секцию испарения средства для переноса жидкости снаружи резервуара. Приспособление, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит воздушный патрубок (канал) для пропускания потока воздуха сквозь секцию испарения. Воздушный патрубок содержит часть в виде выталкивателя, содержащую элемент, генерирующий воздушную струю, и зону расширения, расположенную дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю. Элемент, генерирующий воздушную струю, выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи в потоке воздуха, проходящем через воздушный патрубок, что приводит к падению статического давления воздуха вблизи секции испарения.
Согласно настоящему изобретению было обнаружено, что лучший контроль скорости потока жидкости через средство для переноса жидкости может быть достигнут путем инициирования соответствующего падения давления в виде статического давления вблизи секции испарения, что, таким образом, вызывает втягивание жидкости из резервуара через средство для капиллярного переноса жидкости в секцию испарения предварительно определенным и контролируемым образом. Контроль скорости потока жидкости через средство для капиллярного переноса жидкости, предпочтительно в сочетании с контролем температуры процесса нагрева, в свою очередь, позволяет лучше контролировать скорость генерирования аэрозоля. Согласно настоящему изобретению падение давления инициируется воздушной струей, генерируемой в части (в детали) в виде выталкивателя воздушного патрубка, который выполнен с возможностью пропускания потока воздуха сквозь секцию испарения. Часть в виде выталкивателя содержит элемент, генерирующий воздушную струю, в котором используется принцип Бернулли, а также зону расширения, расположенную дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю. Подробности и конкретные примеры элемента, генерирующего воздушную струю, будут дополнительно описаны ниже. Физический механизм, стоящий за падением статического давления, как видно под микроскопом, заключается в следующем. Быстро движущиеся частицы воздуха в воздушной струе, выталкиваемой в открытую атмосферу, расположенную дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю, сталкиваются с частицами воздуха, которые беспорядочно и медленно перемещаются вокруг. Столкновение отталкивает «неподвижные» частицы воздуха еще дальше, что приводит к локальному падению давления, что, в свою очередь, приводит к тому, что в воздушную струю втягивается больше частиц воздуха из окружающей среды. Таким образом, воздушная струя оставляет после себя частичный вакуум, который ощущается как падение давления внутри средства для переноса жидкости, вызывающее градиент давления вдоль средства для капиллярного переноса жидкости, которое вытягивает жидкость из резервуара через средство для капиллярного переноса жидкости в секцию испарения. Воздушная струя дополнительно вызывает втягивание жидкости, образующей аэрозоль, испаряемой в секции испарения, в поток воздуха и впоследствии смешивание с воздухом в зоне расширения, расположенной дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю, чтобы таким образом образовать аэрозоль.
Предпочтительно падение давления, вызываемое потоком воздуха, и, таким образом, поток жидкости через средство для капиллярного переноса жидкости инициируются/могут быть инициированы при вдыхании пользователем. С этой целью приспособление, генерирующее аэрозоль, выполнено таким образом, что поток воздуха, проходящий через воздушный патрубок, инициируется вдыханием пользователя, то есть пользователем, делающим затяжку на выпускном отверстии воздушного патрубка, такого как мундштук, расположенный дальше по ходу потока от части в виде выталкивателя. При этом затяжка пользователя инициирует низкое давление в выпускном отверстии, что, в свою очередь, приводит к поступлению воздуха в воздушный патрубок во впускном отверстии воздушного патрубка, расположенного раньше по ходу потока от части в виде выталкивателя. В частности, путем изменения интенсивности вдыхания пользователем скорость потока жидкости из резервуара через средство для капиллярного переноса жидкости в секцию испарения может, в частности, контролироваться пользователем.
В общем, воздушный патрубок может быть образован любыми конструктивными средствами и может иметь любую форму, подходящую для прохождения воздуха сквозь секцию испарения средства для капиллярного переноса жидкости и предпочтительно дальше в рот пользователя. Таким образом, секция испарения средства для капиллярного переноса жидкости подвержена воздействию потока воздуха воздушного патрубка. В частности, секция испарения средства для капиллярного переноса жидкости может быть расположена внутри воздушного патрубка. Это позволяет жидкости, образующей аэрозоль, испаряемой в секции испарения, втягиваться в поток воздуха и впоследствии смешиваться с воздухом в зоне расширения, расположенной дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю, чтобы таким образом образовать аэрозоль.
Воздушный патрубок может содержать впускное отверстие, расположенное раньше по ходу потока от части в виде выталкивателя. Воздушный патрубок может дополнительно содержать выпускное отверстие, расположенное дальше по ходу потока от части в виде выталкивателя. Предпочтительно выпускное отверстие воздушного патрубка является частью мундштука, которая может быть размещена во рту пользователя для того, чтобы сделать затяжку. При этом затяжка пользователя инициирует низкое давление в выпускном отверстии, что, в свою очередь, приводит к поступлению воздуха в воздушный патрубок во впускном отверстии воздушного патрубка, расположенного раньше по ходу потока от части в виде выталкивателя.
Элемент, генерирующий воздушную струю, предпочтительно выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи, которая (при использовании) проходит по касательной сквозь выпускное отверстие или выпускную часть средства для капиллярного переноса жидкости. Преимущественно это улучшает эффект падения статического давления в секции испарения и, следовательно, градиент давления вдоль средства для капиллярного переноса жидкости, которое вытягивает жидкость из резервуара для жидкости в секцию испарения.
Элемент, генерирующий воздушную струю, может содержать по меньшей мере одно струйное сопло. Струйное сопло может быть размещено внутри основного тракта потока воздуха через воздушный патрубок. Аналогично, струйное сопло может обеспечивать дополнительный тракт потока воздуха, входящий в основной тракт потока воздуха примерно в местоположении секции испарения или раньше по ходу потока от нее. Сопло может представлять собой трубу или трубку, имеющую изменяющуюся площадь поперечного сечения вдоль направления потока текучей среды через сопло. В сопле скорость текучей среды увеличивается за счет энергии ее давления и, таким образом, может быть использована для контроля расхода, скорости, направления, массы, формы и/или давления вытекающего из него потока текучей среды.
Элемент, генерирующий воздушную струю, может содержать по меньшей мере одно сужение воздушного тракта в воздушном патрубке. В контексте настоящего документа термин «сужение воздушного тракта» относится к сужению поперечного сечения воздушного тракта через воздушный патрубок. В этом смысле струйное сопло, расположенное внутри тракта потока воздуха через воздушный патрубок (как упоминалось выше), также можно рассматривать как сужение воздушного тракта.
В качестве примера элемент, генерирующий воздушную струю, может содержать пластину с прорезью, образующую сужение воздушного тракта. Пластина с прорезью может быть размещена внутри тракта потока воздуха воздушного патрубка. Пластина с прорезью может представлять собой пластину, имеющую по меньшей мере одну прорезь, при этом поперечное сечение прорези меньше поперечного сечения воздушного тракта через воздушный патрубок, расположенный дальше по ходу потока и раньше по ходу потока от прорези, в частности, дальше по ходу потока и раньше по ходу потока вблизи прорези.
В качестве другого примера воздушный патрубок может содержать направляющую стенку, расстояние которой до оси длины средства для капиллярного переноса жидкости меньше в местоположении секции испарения, чем в других местоположениях в воздушном патрубке раньше по ходу потока и дальше по ходу потока от секции испарения, в частности, дальше по ходу потока и раньше по ходу потока вблизи от секции испарения, так что в местоположении секции испарения образовано сужение воздушного тракта в воздушном патрубке.
Аналогично, воздушный патрубок может содержать направляющую стенку, при этом сужение воздушного тракта в воздушном патрубке образовано минимальным расстоянием между направляющей стенкой и средством для капиллярного переноса жидкости в местоположении секции испарения.
Минимальное расстояние между направляющей стенкой и средством для капиллярного переноса жидкости в местоположении секции испарения может быть образовано боковым расширением, в частности, вентилированием средства для капиллярного переноса жидкости в секции испарения. Например, боковое расширение или вентилирование средства для капиллярного переноса жидкости может быть образовано расширяющейся концевой частью капиллярной трубки, подробности которой будут дополнительно объяснены ниже. Боковое расширение или вентилирование средства для капиллярного переноса жидкости может быть также образовано разветвленной частью средства для переноса жидкости, похожего на пучок нитей, подробности которой также будут дополнительно объяснены ниже.
Минимальное расстояние между направляющей стенкой и средством для капиллярного переноса жидкости в местоположении секции испарения может быть также образовано боковой выемкой направляющей стенки в местоположении секции испарения, причем боковая выемка направляющей стенки указывает в сторону средства для капиллярного переноса жидкости.
В качестве еще одного примера воздушный патрубок может содержать направляющую втулку, имеющую изменяющееся поперечное сечение вдоль оси длины втулки, при этом секция испарения расположена внутри направляющей втулки в пределах минимальной величины поперечного сечения таким образом, чтобы образовывать элемент, генерирующий воздушную струю. В частности, направляющая втулка может содержать часть в виде воронки, расположенную раньше по ходу потока от минимальной величины. В части в виде воронки поперечное сечение направляющей втулки сужается, в частности, выпукло сужается, в сторону минимальной величины, как видно в направлении дальше по ходу потока от потока воздуха через воздушный патрубок. Направляющая втулка может дополнительно содержать выпуклую часть, расположенную дальше по ходу потока от минимальной величины. В выпуклой части поперечное сечение направляющей втулки может сначала расширяться, в частности, вогнуто расширяться, до максимальной величины и впоследствии сужаться, в частности, вогнуто сужаться, как видно в направлении дальше по ходу потока от потока воздуха через воздушный патрубок. Предпочтительно выпуклая часть образует зону расширения.
В дополнение приспособление, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук. В контексте настоящего документа термин «мундштук» относится к элементу, который размещен во рту пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля из изделия. Мундштук может быть частью воздушного патрубка. Предпочтительно мундштук содержит фильтр. Фильтр может быть использован для фильтрации от нежелательных компонентов аэрозоля. Фильтр может также содержать дополнительный материал, например, ароматизирующий материал, который нужно добавлять в аэрозоль.
Предпочтительно резервуар для жидкости представляет собой резервуар для жидкости, компенсирующий объем, который выполнен с возможностью противодействия капиллярному впитыванию средства для капиллярного переноса жидкости. Согласно настоящему изобретению было обнаружено, что неконтролируемую утечку можно предотвратить с использованием резервуара для жидкости, компенсирующего объем, который противодействует впитыванию средства для капиллярного переноса жидкости. С этой целью резервуар для жидкости, компенсирующий объем, выполнен с возможность обеспечения восстанавливающей силы, которая сдерживает капиллярное впитывание, то есть противодействует капиллярному всасыванию и статическому давлению жидкости, которые в противном случае вызвали бы утечку. Подробности и конкретные примеры резервуара для жидкости, компенсирующего объем, будут дополнительно описаны ниже. При использовании такого резервуара для жидкости, компенсирующего объем, падение давления, инициированное элементом, генерирующим воздушную струю, также используют для противодействия восстанавливающей силе резервуара для жидкости, компенсирующего объем. Вместе резервуар для жидкости, компенсирующий объем, и элемент, генерирующий воздушную струю, образуют хорошо сбалансированную систему, которая, с одной стороны, подавляет неконтролируемое впитывание и, таким образом, обеспечивает защиту от утечек, в частности, когда систему не используют. С другой стороны, эта система позволяет лучше контролировать скорость потока жидкости через средство для капиллярного переноса жидкости за счет использования принципа Бернулли в потоке воздуха, проходящем через воздушный патрубок при использовании.
В общем, восстанавливающая сила, используемая для противодействия капиллярному впитыванию, может быть реализована разными путями. Например, резервуар для жидкости, компенсирующий объем, может содержать гибкий пакет для хранения жидкости, образующей аэрозоль, и камеру низкого давления, герметично закрывающую гибкий пакет, при этом внутренняя часть гибкого пакета находится в сообщении по текучей среде со средством для капиллярного переноса жидкости. То есть, подобно плеврам плевральной полости, которая окружает каждое легкое в человеческом организме, гибкий пакет герметизирован в окружающей камере, причем внутреннее давление в герметизированном пространстве между гибким пакетом и окружающей камерой ниже давления окружающей среды, в частности, атмосферного давления. Таким образом, низкое давление противодействует капиллярному всасыванию средства для переноса жидкости, которое находится в сообщении по текучей среде с внутренней частью гибкого пакета. Соответственно, в контексте настоящего документа термин «низкое давление» относится к давлению, которое ниже давления окружающей среды, в частности, атмосферного давления.
В частности, давление внутри камеры низкого давления, действующее на внешнюю сторону гибкого пакета, предпочтительно ниже давления окружающей среды, в частности, атмосферного давления, за вычетом суммы статического давления жидкости и капиллярного давления на расположенном раньше по ходу потока конце отверстия резервуара (или на расположенном раньше по ходу потока конце средства для капиллярного переноса жидкости, где средство для капиллярного переноса жидкости имеет изменяющееся поперечное сечение капиллярного канала в направлении потока текучей среды через средство для переноса жидкости, см. ниже). Преимущественно это предотвращает утечку жидкости из резервуара, когда приспособление, генерирующее аэрозоль, не используют. Когда падение давления, превышающее сумму статического давления жидкости и капиллярного давления, создается снаружи вблизи секции испарения, как описано выше, давление внутри камеры низкого давления превышает давление дальше по ходу потока. Как следствие, градиент давления генерируется в направлении дальше по ходу потока вдоль средства для капиллярного переноса жидкости, которое вытягивает жидкость из гибкого пакета через средство для капиллярного переноса жидкости в секцию испарения. После исчезновения падения внешнего давления жидкость, остающаяся внутри средства для капиллярного переноса жидкости, выталкивается обратно в гибкий пакет давлением окружающей среды, в частности, атмосферного давления, до тех пор, пока система, наконец, не достигнет состояния равновесия. Из-за извлечения жидкости гибкий пакет сжимается на объем, равный объему жидкости, извлеченной из резервуара, и в конечном итоге испаряется в секции испарения.
Предпочтительно гибкий пакет выполнен из пластика, например, поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена, этиленвинилацетата. В контексте настоящего документа термин «гибкий пакет» относится к пакету, стенки которого не могут противостоять деформации. То есть стенки гибкого пакета нежесткие. Поскольку гибкий пакет выполнен с возможностью хранения в нем жидкости, образующей аэрозоль, гибкий пакет является непроницаемым для текучей среды, то есть стенки гибкого пакета являются непроницаемыми для текучей среды.
Напротив, камера низкого давления предпочтительно содержит жесткие стенки. То есть камера низкого давления предпочтительно представляет собой камеру с жесткими стенками. Вследствие этого камера низкого давления может поддерживать низкое давление внутри и противостоять деформации как изнутри, так и снаружи. Как и гибкий пакет, стенки камеры низкого давления непроницаемы для текучей среды. Например, стенки камеры низкого давления могут быть выполнены из пластика, в частности, из силикона, PP (полипропилена), PE (полиэтилена) или PET (полиэтилентерефталата).
Согласно другому примеру резервуар для жидкости, компенсирующий объем, может содержать камеру с жесткими стенками, содержащую по меньшей мере одно вентиляционное отверстие. Вентиляционное отверстие может иметь размер, позволяющий жидкости, образующей аэрозоль, в резервуаре для жидкости образовывать мениск, обращенный к внутренней части резервуара для жидкости. То есть вентиляционное отверстие предпочтительно имеет размер в пределах капиллярного диапазона. Вследствие этого мениск, образующийся на границе раздела воздух-жидкость, может противостоять поверхностному натяжению, которое перемещает жидкость через средство для капиллярного переноса жидкости. Данная концепция основана на том соображении, что полностью закрытый жесткий резервуар обеспечивает наибольшее сопротивление изменению объема и может в наибольшей степени противодействовать капиллярному впитыванию. Напротив, резервуар, сообщающийся с атмосферой, обладает наименьшим сопротивлением изменению объема и, следовательно, вряд ли может предотвратить капиллярное впитывание. Между этим, когда резервуар содержит отверстие, размер которого ограничен пределами капиллярного диапазона, сопротивление изменению объема обратно пропорционально размеру отверстия. Таким образом, жидкостное натяжение на стенках вентиляционного отверстия создает мениск, который деформируется во многом по форме выпуклой мембраны, пока жидкостное натяжение в отверстии резервуара не будет уравновешено. Данный механизм зависит исключительно от геометрических параметров. Следовательно, правильный выбор геометрии отверстия резервуара и вентиляционного отверстия может обеспечить удержание жидкости внутри отверстия резервуара и вентиляционного отверстия, предотвращая тем самым утечки.
Например, вентиляционное отверстие может иметь размер в диапазоне от 0,05 миллиметра до 3 миллиметров, в частности, от 0,05 миллиметра до 1,5 миллиметра, предпочтительно от 0,05 миллиметра до 1 миллиметра.
Предпочтительно площадь поперечного сечения вентиляционного отверстия меньше максимальной площади поперечного сечения отверстия резервуара. Преимущественно это обеспечивает плавный поток жидкости.
Вместо того чтобы просто полагаться на эластичные свойства мениска, образованного жидкостью в вентиляционном отверстии, отверстие может быть закрыто упругой перегородкой, которая может быть деформирована под нагрузкой давления. Это позволяет сделать мениск более жестким за счет придания эластичности, которая является источником восстанавливающей силы, сдерживающей капиллярное впитывание. Использование упругой перегородки также может позволить увеличить размер вентиляционного отверстия за пределы капиллярных диапазонов. То есть упругая перегородка может образовывать элемент в виде стенки резервуара для жидкости. Следовательно, согласно еще одному примеру резервуар для жидкости, компенсирующий объем, может содержать по меньшей мере одну упругую перегородку, образующую элемент в виде стенки резервуара для жидкости. Предпочтительно элемент в виде стенки резервуара для жидкости, образованный упругой перегородкой, является наружным элементом в виде стенки резервуара для жидкости, который подвергается воздействию внутренней части резервуара для жидкости с его внутренней стороны и давлению окружающей среды, в частности, атмосферному давлению, с его внешней стороны. Предпочтительно любой другой элемент в виде стенки резервуара для жидкости, помимо упругой перегородки, представляет собой жесткий элемент в виде стенки.
Упругая перегородка может иметь модуль Юнга (модуль эластичности при натяжении) в диапазоне от 1 МПа (мегапаскаля) до 100 МПа (мегапаскалей), в частности, от 2 МПа (мегапаскалей) до 50 МПа (мегапаскалей), предпочтительно от 2 МПа (мегапаскалей) до 20 МПа (мегапаскалей).
Например, упругая образующая перегородка может быть выполнена из резины, латекса, силикона, хлоропрена, полиизопрена, нитрила или этиленпропилена.
Как упоминалось выше, резервуар для жидкости, компенсирующий объем, содержит отверстие резервуара, с которым средство для капиллярного переноса жидкости находится в сообщении по текучей среде. В контексте настоящего документа термин «отверстие резервуара» по существу обозначает выпускное отверстие резервуара для жидкости. Отверстие резервуара, в частности, размер отверстия резервуара, может быть выполнено таким образом, что жидкость, образующая аэрозоль, может образовывать мениск внутри отверстия резервуара. В частности, отверстие резервуара, в частности, размер отверстия резервуара, может быть выполнено таким образом, что местоположение мениска может свободно перемещаться соосно внутри отверстия резервуара. В данном документе термин «соосно» относится к направлению потока текучей среды через отверстие резервуара. Отверстие резервуара может иметь изменяющееся поперечное сечение вдоль направления потока текучей среды через отверстие резервуара, чтобы противодействовать поверхностному натяжению в вентиляционном отверстии. В частности, изменяющееся поперечное сечение между внутренней частью резервуара для жидкости и секцией испарения позволяет мениску свободно выбирать новое местоположение внутри отверстия резервуара при нарушении статического баланса из положения равновесия. В то же время изменяющееся поперечное сечение между внутренней частью резервуара для жидкости и секцией испарения позволяет свести к минимуму риск затопления жидкостью нагреваемой зоны или попадания пузырьков воздуха в резервуар для жидкости за счет обеспечения большого непрерывного диапазона размеров, к которому мениск можно приспособить, прежде чем он достигнет любого конца отверстия резервуара. Наиболее примечательно, что изменяющееся поперечное сечение между внутренней частью резервуара для жидкости и секцией испарения позволяет хранить и использовать устройство в различных ориентациях. Это происходит потому, что изменениям статического давления жидкости из-за изменения ориентации устройства противодействует жидкий мениск, изменяющий свое местоположение внутри отверстия резервуара изменяющегося поперечного сечения. В частности, площадь поперечного сечения вентиляционного отверстия предпочтительно меньше наибольшей площади поперечного сечения отверстия резервуара. Предпочтительно поперечное сечение отверстия резервуара сужается в направлении раньше по ходу потока, то есть к внутренней части резервуара для жидкости. Соответственно, наименьшая площадь поперечного сечения отверстия резервуара расположена на стороне, расположенной раньше по ходу потока от отверстия резервуара, тогда как наибольшая площадь поперечного сечения отверстия резервуара расположена на стороне, расположенной дальше по ходу потока от отверстия резервуара. В дополнение или вместо того, чтобы иметь отверстие резервуара с изменяющимся поперечным сечением, средство для капиллярного переноса жидкости может иметь изменяющееся поперечное сечение капилляра вдоль направления потока текучей среды через средство для переноса жидкости. В частности, поперечное сечение капилляра средства для капиллярного переноса жидкости может увеличиваться вдоль направления дальше по ходу потока от потока текучей среды через средство для переноса жидкости к нагревательной секции.
Резервуар для жидкости или по меньшей мере части резервуара для жидкости, такие как стенки (элементы в виде стенки) камеры с жесткими стенками или камеры низкого давления, могут содержать или могут быть выполнены из силикона или PP (полипропилена), PE (полиэтилена) или PET (полиэтилентерефталата). Также возможно, что резервуар для жидкости или по меньшей мере части резервуара для жидкости содержат или выполнены из термостойкого материала (материалов), такого как PEEK (полиэфирэфиркетон), для обеспечения хорошей термостабильности. Там, где индукционный нагрев используют для нагрева секции испарения средства для капиллярного переноса жидкости (см. ниже), в частности, где по меньшей мере секция испарения поддается индукционному нагреву, любые части резервуара для жидкости предпочтительно выполнены из материала (материалов), не поддающегося индукционному нагреву, то есть из электрически непроводящего и немагнитного (неферромагнитного или неферромагнитного) материала (материалов).
Приспособление, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью однократного использования или многократных использований. В последнем случае резервуар для жидкости может представлять собой повторно заполняемый резервуар для жидкости, который можно повторно заполнять жидкостью, образующей аэрозоль. В другой конфигурации средство для переноса жидкости и воздушный патрубок могут быть выполнены с возможностью многократных использований, например, в качестве постоянной части устройства, генерирующего аэрозоль, причем резервуар для жидкости может быть выполнен с возможностью одноразового использования, например, в качестве картриджа, который выполнен с возможностью использования с устройством, генерирующим аэрозоль, частью которого являются средство для переноса жидкости и воздушный патрубок. В любой конфигурации приспособление, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать жидкость, образующую аэрозоль, содержащуюся в резервуаре для жидкости.
Основная функция средства для капиллярного переноса жидкости заключается в переносе жидкости, образующей аэрозоль, из резервуара для жидкости в область снаружи резервуара для жидкости. В дополнение к этому средство для капиллярного переноса жидкости можно использовать в качестве источника тепла для непосредственного нагрева жидкости, образующей аэрозоль. С этой целью средство для капиллярного переноса жидкости может быть выполнено с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере в секции испарения. Предпочтительно средство для капиллярного переноса жидкости выполнено с возможностью индукционного нагрева только в секции испарения. Таким образом, можно предотвратить кипение жидкости, образующей аэрозоль, внутри камеры-резервуара. Преимущественно эта двойная функция обеспечивает экономию материалов и компактную конструкцию средства для капиллярного переноса жидкости без отдельных средств для переноса и нагрева. Кроме того, существует непосредственный тепловой контакт между источником тепла, то есть средством для переноса жидкости, и притягивающейся к нему жидкостью, образующей аэрозоль. В отличие от случая, где отдельный нагреватель находится в контакте со средством для переноса жидкости, непосредственный контакт между средством для переноса жидкости и небольшим количеством жидкости преимущественно обеспечивает скоростной нагрев, то есть быстрое начало испарения. В этом смысле средство для переноса жидкости может рассматриваться как токоприемное (сусцепторное) приспособление для переноса жидкости.
Для обеспечения возможности индукционного нагрева средство для капиллярного переноса жидкости может содержать или может быть выполнено из токоприемного материала по меньшей мере в секции испарения или только в секции испарения. Также возможно, что все средство для капиллярного переноса жидкости содержит или выполнено из токоприемного (сусцепторного) материала. То есть все средство для капиллярного переноса жидкости может быть выполнено с возможностью индукционного нагрева.
В контексте настоящего документа термин «выполненный с возможностью индукционного нагрева» относится к средству для переноса жидкости, содержащему токоприемный материал, который выполнен с возможностью преобразования электромагнитной энергии в тепло при воздействии на него переменного магнитного поля. Аналогично, термин «токоприемный материал» относится к материалу, который выполнен с возможностью преобразования электромагнитной энергии в тепло при воздействии на него переменного магнитного поля. Это может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис или вихревых токов, инициированных в токоприемном материале, в зависимости от электрических и магнитных свойств токоприемного материала. Потери на гистерезис происходят в ферромагнитных или ферримагнитных токоприемных материалах в связи с переключением магнитных доменов внутри материала под влиянием переменного электромагнитного поля. Вихревые токи инициируются в электропроводящих токоприемных материалах. В случае электропроводящего ферромагнитного или ферримагнитного токоприемного материала тепло генерируется посредством как вихревых токов, так и потерь на гистерезис.
В случае, когда средство для капиллярного переноса жидкости выполнено с возможностью индукционного нагрева, приспособление, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать индукционный источник, выполненный и размещенный таким образом, чтобы генерировать переменное магнитное поле по меньшей мере в местоположении секции испарения. Предпочтительно индукционный источник был выполнен и размещен таким образом, чтобы генерировать переменное магнитное поле по существу только в местоположении секции испарения, но практически или не в местоположении других секций средства для капиллярного переноса жидкости. Например, индукционный источник может содержать индукционную катушку, которая расположена по существу только вокруг секции испарения. Соответственно, при приведении индукционной катушки в действие с помощью переменного тока индукционная катушка генерирует переменное магнитное поле, проникающее главным образом в секцию испарения, таким образом, средство для капиллярного переноса жидкости нагревается локально только в секции испарения. В отличие от этого, вследствие локального нагрева другие секции средства для капиллярного переноса жидкости не нагреваются (если они вообще содержат токоприемный материал), но остаются при температурах, которые ниже температуры испарения. Таким образом, может быть предотвращено кипение жидкости, образующей аэрозоль, в резервуаре для жидкости.
Как было упомянуто выше, индукционный источник может содержать по меньшей мере одну индукционную катушку. По меньшей мере одна индукционная катушка может представлять собой винтовую катушку или плоскую катушку планарного типа, в частности, дисковую катушку или изогнутую катушку планарного типа. Индукционный источник может дополнительно содержать генератор переменного тока (AC). На генератор переменного тока (AC) может подаваться питание блоком питания, таким как батарея. Генератор переменного тока (AC) функционально соединен с по меньшей мере одной индукционной катушкой. В частности, по меньшей мере одна индукционная катушка может быть неотделимой частью генератора переменного тока. Генератор переменного тока выполнен с возможностью генерирования высокочастотного колебательного тока для прохождения через по меньшей мере одну индукционную катушку для генерирования переменного магнитного поля. Переменный ток может подаваться на по меньшей мере одну индукционную катушку непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Предпочтительно индукционный источник содержит преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий индуктивно-емкостную сеть, при этом индуктивно-емкостная сеть содержит последовательное соединение конденсатора и индуктора. Преобразователь постоянного тока в переменный может быть подключен к блоку питания постоянного тока. Индукционный источник предпочтительно выполнен с возможностью генерирования высокочастотного магнитного поля. В контексте настоящего документа высокочастотное магнитное поле может находиться в диапазоне от 500 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности, от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц).
Индукционный источник может быть частью приспособления, генерирующего аэрозоль, в частности, в случае, когда все приспособление, генерирующее аэрозоль, является частью (самостоятельного) устройства, генерирующего аэрозоль, как будет дополнительно описано ниже. Альтернативно приспособление, генерирующее аэрозоль (или по меньшей мере большинство компонентов приспособления, генерирующего аэрозоль), может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль, которое выполнено с возможностью использования с устройством, генерирующим аэрозоль. Вместе устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, образуют систему, генерирующую аэрозоль. В этой конфигурации индукционный источник предпочтительно является частью устройства, генерирующего аэрозоль, но не частью изделия, генерирующего аэрозоль. Несмотря на это, возможно считать индукционный источник частью приспособления, генерирующего аэрозоль, хотя он и отделен от других компонентов приспособления, генерирующего аэрозоль. То есть одна часть приспособления, генерирующего аэрозоль, в частности, воздушный патрубок, резервуар для жидкости и средство для капиллярного переноса жидкости, представляет собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, тогда как другая часть приспособления, генерирующего аэрозоль, в частности, индукционный источник, представляет собой часть устройства, генерирующего аэрозоль. Альтернативно можно не считать индукционный источник частью приспособления, генерирующего аэрозоль.
В случае, когда средство для переноса жидкости выполнено с возможностью индукционного нагрева, оно может содержать первый токоприемный материал и второй токоприемный материал (по меньшей мере в секции испарения, только в секции испарения или во всем средстве для переноса жидкости). Тогда как первый токоприемный материал может быть оптимизирован относительно потери тепла и, таким образом, эффективности нагрева, второй токоприемный материал может быть использован в качестве температурного маркера. Для этого второй токоприемный материал предпочтительно содержит один из ферримагнитного материала или ферромагнитного материала. В частности, второй токоприемный материал может быть выбран таким образом, чтобы иметь температуру Кюри, соответствующую заданной температуре нагрева. Магнитные свойства второго токоприемного материала при его температуре Кюри изменяются с ферромагнитных или ферримагнитных на парамагнитные, что сопровождается временным изменением его электрического сопротивления. Таким образом, путем отслеживания соответствующего изменения электрического тока, поглощаемого индукционным источником, можно обнаружить, когда второй токоприемный материал достиг своей температуры Кюри, и, таким образом, когда была достигнута заданная температура нагрева. Второй токоприемный материал предпочтительно имеет температуру Кюри, которая ниже 500 градусов Цельсия. В частности, второй токоприемный материал может иметь температуру Кюри ниже 350 градусов Цельсия, предпочтительно ниже 300 градусов Цельсия, более предпочтительно ниже 250 градусов Цельсия, еще более предпочтительно ниже 200 градусов Цельсия. Например, второй токоприемный материал может иметь температуру Кюри приблизительно 220 градусов Цельсия. Предпочтительно температуру Кюри выбирают такой, чтобы она была ниже точки кипения жидкости, образующей аэрозоль, которая подлежит испарению, чтобы предотвратить генерирование опасных компонентов в аэрозоле.
Вместо нагрева самой секции испарения посредством индукционного нагрева также возможно, что приспособление, генерирующее аэрозоль, содержит нагревательный элемент, находящийся в тепловом контакте с секцией испарения или в тепловой близости от нее. Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагревательный элемент или индукционный нагревательный элемент. Например, резистивным нагревательным элементом может быть проволочный нагреватель, такой как нагревательная катушка, расположенная вокруг секции испарения. Индукционный нагревательный элемент может быть токоприемным элементом, таким как токоприемная пластина рядом с секцией испарения или токоприемная катушка, расположенная вокруг секции испарения, которая выполнена с возможностью индукционного нагрева в переменном магнитном поле, генерируемом индукционным источником. Как дополнительно описано выше в отношении средства для переноса жидкости, выполненного с возможностью индукционного нагрева, нагревательный элемент, находящийся в тепловом контакте с секцией испарения или в тепловой близости от нее, может быть частью (самостоятельного) устройства, генерирующего аэрозоль, вместе с другими компонентами приспособления, генерирующего аэрозоль. Аналогично, нагревательный элемент может быть частью устройства, генерирующего аэрозоль, для использования с изделием, генерирующим аэрозоль, при этом по меньшей мере некоторые из других компонентов или даже все другие компоненты приспособления, генерирующего аэрозоль, в частности, воздушный патрубок, резервуар для жидкости и средство для капиллярного переноса жидкости, являются частью изделия, генерирующего аэрозоль.
В целом, средство для капиллярного переноса жидкости может иметь любую форму и конфигурацию, подходящую для переноса жидкости, образующей аэрозоль, из резервуара для жидкости в секцию испарения. Предпочтительно секция испарения находится или расположена на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости. В частности, средство для капиллярного переноса жидкости может содержать фитильный элемент. Конфигурация фитильного элемента может представлять собой многопроволочный провод, многопроволочный канат из материала, сетку, сетчатую трубку, несколько концентрических сетчатых трубок, ткань, листы материала или пеноматериал (или другое пористое твердое вещество) с достаточной пористостью, рулон металлической сетки с мелкими отверстиями или какую-либо другую компоновку металлической фольги, волокон или сетки или любую другую геометрию, которая имеет соответствующий размер и конфигурацию для осуществления капиллярного действия, как описано в настоящем документе.
В качестве примера средство для капиллярного переноса жидкости может содержать пучок нитей, содержащий множество нитей. Предпочтительно пучок нитей представляет собой пучок нескрученных нитей. В пучке нескрученных нитей нити пучка нитей проходят рядом друг с другом, не пересекаясь друг с другом, предпочтительно по всей протяженности в длину пучка нитей. Аналогично, пучок нитей может содержать скрученную часть, в которой нити пучка нитей скручены. Скрученная часть может повысить механическую стабильность пучка нитей. Использование нитей для переноса жидкостей является особенно преимущественным, поскольку нити по своей природе обеспечивают капиллярное действие. Более того, в пучке нитей капиллярное действие усиливается благодаря узким промежуткам, образующимся между множествами нитей при их связывании в пучок. В частности, это относится к параллельному расположению нитей, вдоль которых капиллярное действие является постоянным, поскольку узкие промежутки между нитями не изменяются вдоль параллельного расположения. Например, пучок нитей может содержать часть пучка с параллельным размещением нитей вдоль по меньшей мере части своей протяженности в длину, в которой множество нитей могут быть расположены параллельно друг другу. Часть пучка с параллельным размещением нитей может располагаться на одной концевой части пучка нитей или между обеими концевыми частями пучка нитей. Альтернативно часть пучка с параллельным размещением нитей может проходить по всему размеру по длине пучка нитей. Пучок нитей может дополнительно содержать разветвленную часть по меньшей мере на расположенной дальше по ходу потока концевой части пучка нитей, который предпочтительно соответствует секции испарения или является ее частью. В разветвленной части нити расходятся друг от друга. Такая разветвленная часть может оказаться полезной для облегчения воздействия испаряемой жидкости, образующей аэрозоль, на воздушный тракт и, таким образом, для облегчения образования аэрозоля. Допускается, что пучок нитей может содержать две разветвленные части, по одной на каждой концевой части пучка нитей.
В качестве другого примера средство для капиллярного переноса жидкости может содержать по меньшей мере один капиллярный канал. Сетка может быть размещена поперек расположенного дальше по ходу потока конца капиллярного канала, в частности, поперек внутреннего поперечного сечения капиллярного канала на расположенном дальше по ходу потока конце капиллярного канала. Сетка может образовывать по меньшей мере часть секции испарения. Предпочтительно размер промежутков сетки выбирают таким образом, чтобы жидкость, образующая аэрозоль, могла образовывать мениск в промежутках сетки. Ширина промежутков предпочтительно составляет от 75 микрометров до 250 микрометров. Сетка может содержать множество нитей, причем каждая нить имеет диаметр от 8 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 8 микрометров до 50 микрометров и более предпочтительно от 8 микрометров до 39 микрометров.
Сетка, в частности нити, образующие сетку, могут содержать или могут быть выполнены из по меньшей мере одного токоприемного материала. Преимущественно это позволяет использовать сетку в качестве токоприемника для индукционного нагрева жидкости, образующей аэрозоль, на расположенном дальше по ходу потока конце капиллярного канала.
Альтернативно расположенный дальше по ходу потока конец капиллярного канала может быть открытым концом (без какого-либо расположения внутреннего поперечного сечения капиллярного канала на его расположенном дальше по ходу потока конце). В этой ситуации капиллярный канал предпочтительно выполнен с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере в расположенной дальше по ходу потока концевой части. То есть капиллярный канал может содержать или может быть выполнен из токоприемного материала в по меньшей мере расположенной дальше по ходу потока концевой части.
Капиллярный канал может быть образован внутри элемента в виде стенки приспособления, генерирующего аэрозоль, или посредством капиллярного зазора между несколькими элементами в виде стенки приспособления, генерирующего аэрозоль. Например, капиллярный канал может быть образован капиллярным зазором между элементом в виде внутренней стенки, образующим часть воздушного патрубка, и элементом в виде наружной стенки, образующим наружный корпус приспособления, генерирующего аэрозоль.
Также возможно, что средство для капиллярного переноса жидкости содержит по меньшей мере одну капиллярную трубку. Как для капиллярного канала, сетка может быть размещена на расположенном дальше по ходу потока конце капиллярной трубки, в частности, поперек внутреннего поперечного сечения капиллярной трубки на расположенном дальше по ходу потока конце капиллярной трубки. Альтернативно расположенный дальше по ходу потока конец капиллярной трубки может быть открытым концом (без какого-либо расположения поперек внутреннего поперечного сечения капиллярной трубки на его расположенном дальше по ходу потока конце). В этой ситуации капиллярная трубка предпочтительно выполнена с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере в расположенной дальше по ходу потока концевой части. То есть капиллярная трубка может содержать или может быть выполнена из токоприемного материала по меньшей мере в расположенной дальше по ходу потока концевой части.
Внутреннее поперечное сечение капиллярного канала или капиллярной трубки может быть постоянным в направлении потока текучей среды через капиллярный канал или капиллярную трубку соответственно. Например, внутреннее поперечное сечение капиллярного канала или капиллярной трубки может быть круглым, овальным, эллиптическим, прямоугольным или квадратным. Эквивалентный диаметр внутреннего поперечного сечения капиллярного канала или капиллярной трубки может находиться в диапазоне от 0,1 миллиметра до 3 миллиметров, в частности, от 0,1 миллиметра до 1,5 миллиметра, предпочтительно от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра. В контексте настоящего документа термин «эквивалентный диаметр» относится к диаметру круглой области, которая имеет ту же площадь, что и площадь поперечного сечения капиллярного канала или капиллярной трубки.
В качестве еще одного примера средство для капиллярного переноса жидкости может содержать две противоположные пластины, образующие между собой капиллярный зазор. Ширина капиллярного зазора между двумя противоположными пластинами в направлении по нормали к двум противоположным пластинам может находиться в диапазоне от 100 микрометров до 500 микрометров. Предпочтительно ширина капиллярного зазора постоянна в направлении потока текучей среды через капиллярный зазор. То есть две противоположные пластины предпочтительно параллельны друг другу.
Фиксатор зазора может быть расположен на расположенном дальше по ходу потока конце средства для капиллярного переноса жидкости, закрывая зазор между двумя противоположными пластинами. Преимущественно фиксатор зазора служит целям разделения двух пластин друг от друга и закрывания зазора на расположенном дальше по ходу потока конце двух пластин.
По меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин может содержать одну или более перфораций (сквозных отверстий) на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости, при этом расположенная дальше по ходу потока концевая часть образует секцию испарения.
По меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин может содержать токоприемный материал по меньшей мере на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости или может быть выполнена из него. Вследствие этого средство для капиллярного переноса жидкости способно выполнять две функции: перенос и нагрев жидкости, образующей аэрозоль.
По меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин может быть выполнена из первого материала на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости и второго материала на расположенной раньше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости или может содержать их, при этом первый и второй материалы отличаются друг от друга. Преимущественно это может позволить иметь расположенную дальше по ходу потока концевую часть средства для капиллярного переноса жидкости, выполненную с возможностью индукционного нагрева, а расположенную раньше по ходу потока концевую часть средства для капиллярного переноса жидкости индукционно не нагреваемой.
Аналогично, по меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин может представлять собой состоящую из двух частей пластину. В частности, состоящая из двух частей пластина может содержать первый элемент пластины на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости, содержащей одну или более перфораций, и второй элемент пластины на расположенной раньше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости, не имеющей перфорации. Например, первый элемент пластины может быть сетчатой пластиной, тогда как второй элемент пластины может быть пластиной с закрытой поверхностью. Предпочтительно материал первого элемента пластины отличается от материала второго элемента пластины. Материал первого элемента пластины может быть выполнен с возможностью индукционного нагрева, то есть быть токоприемным материалом, а материал второго элемента пластины может быть индукционно не нагреваемым, то есть электрически непроводящим и немагнитным.
Двухпластинчатое средство для переноса жидкости является особенно преимущественным в отношении индукционного нагрева. Это связано с тем, что толщина пластин, которая наилучшим образом соответствует индукционному источнику, может быть выбрана независимо от размеров средства для переноса жидкости в направлении потока текучей среды. Этот независимый выбор позволяет найти оптимальный баланс между скоростью теплопередачи и скоростью потока жидкости в секции испарения. Кроме того, благодаря возможности сделать капиллярный зазор небольшим можно повысить эффективность нагрева жидкости (в зависимости от толщины пластин), поскольку небольшой зазор обеспечивает быстрое испарение жидкого субстрата (мгновенный нагрев), находящегося между токоприемными пластинами. Плоская геометрия пластин также способствует тому, чтобы поток воздуха, проходящий через секцию испарения, был тангенциальным. Преимущественно это улучшает эффект падения статического давления в секции испарения и, следовательно, градиент давления вдоль средства для капиллярного переноса жидкости, которое вытягивает жидкость из резервуара для жидкости в секцию испарения.
В качестве еще одного примера средство для капиллярного переноса жидкости может содержать капиллярную трубку, имеющую открытый с торца расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец, образующий секцию испарения. Внутреннее поперечное сечение капиллярной трубки может изменяться, в частности увеличиваться, в направлении потока текучей среды через капиллярную трубку. Преимущественно это делает ненужным отдельное изменяющееся поперечное сечение отверстия резервуара. Например, внутреннее поперечное сечение капиллярной трубки может изменяться в диапазоне от 0,1 миллиметра до 5 миллиметров, в частности, от 0,1 миллиметра до 3 миллиметров, предпочтительно от 0,1 миллиметра до 1,5 миллиметра.
Расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец может быть расположен под углом по отношению к остальной части капиллярной трубки. Например, расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец может быть расположен под углом по меньшей мере 45 градусов, в частности, по меньшей мере 60 градусов, предпочтительно 90 градусов относительно остальной части капиллярной трубки. Преимущественно это может позволить выровнять выпускное отверстие расположенного дальше по ходу потока расширяющегося конца (где при использовании испаряется жидкость, образующая аэрозоль) относительно воздуха, проходящего сквозь секцию испарения на расположенном дальше по ходу потока расширяющемся конце при использовании. В частности, элемент, генерирующий воздушную струю, может быть выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи, которая проходит по касательной сквозь выпускное отверстие расположенного дальше по ходу потока расширяющегося конца. Предпочтительно капиллярная трубка с расположенным дальше по ходу потока расширяющимся концом имеет форму альпийского рожка.
Предпочтительно капиллярная трубка выполнена с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере на расположенном дальше по ходу потока расширяющемся конце. То есть по меньшей мере на расположенном дальше по ходу потока расширяющемся конце капиллярная трубка может содержать или может быть выполнена из токоприемного материала. Благодаря наличию выполненной с возможностью индукционного нагрева колоколообразной секции испарения преимущественно можно повысить эффективность нагрева секции испарения. Остальные секции капиллярной трубки также могут быть выполнены с возможностью индукционного нагрева. Альтернативно остальные секции капиллярной трубки могут быть индукционно не нагреваемыми. Таким образом, теплоемкость средства для капиллярного переноса жидкости не зависит от его емкости переноса жидкости.
Согласно настоящему изобретению также предложено изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, при этом изделие, генерирующее аэрозоль, содержит приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению и как описано в настоящем документе.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой изделие, генерирующее аэрозоль, для одноразового использования или изделие, генерирующее аэрозоль, для многократных использований. В первом случае изделие, генерирующее аэрозоль, может быть расходным элементом, в частности расходным элементом, подлежащим выбрасыванию после однократного использования. Во втором случае изделие, генерирующее аэрозоль, может быть повторно заправляемым. То есть резервуар для жидкости может быть повторно заполняемым жидкостью, образующей аэрозоль. В любой конфигурации изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать жидкость, образующую аэрозоль, содержащуюся резервуаре для жидкости.
В контексте настоящего документа термин «жидкость, образующая аэрозоль» относится к жидкости, способной высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль при нагреве жидкости, образующей аэрозоль. Жидкость, образующая аэрозоль, предназначена для нагрева. Жидкость, образующая аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие материалы, образующие аэрозоль, или компоненты. Жидкость, образующая аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из жидкости при нагреве. Альтернативно или дополнительно жидкость, образующая аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Жидкость, образующая аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль. Жидкость, образующая аэрозоль, также может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как никотин или ароматизаторы. В частности, жидкость, образующая аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Жидкость, образующая аэрозоль, может представлять собой жидкость, образующую аэрозоль, на водной основе или жидкость, образующую аэрозоль, на масляной основе.
В дополнение изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук. В контексте настоящего документа термин «мундштук» относится к части изделия, которая размещена во рту пользователя для непосредственно вдыхания аэрозоля из изделия. Предпочтительно мундштук содержит фильтр. Фильтр может быть использован для фильтрации от нежелательных компонентов аэрозоля. Фильтр может также содержать дополнительный материал, например, ароматизирующий материал, который нужно добавлять в аэрозоль.
Изделие может иметь простую конструкцию. Изделие может иметь корпус, который предпочтительно представляет собой жесткий корпус, содержащий материал, непроницаемый для жидкости. В контексте настоящего документа «жесткий корпус» означает корпус, который является самонесущим. Корпус может содержать PEEK (полиэфирэфиркетон), PP (полипропилен), PE (полиэтилен) или PET (полиэтилентерефталат) или может быть выполнен из одного из них. PP, PE и PET особенно экономичны и легко поддаются формованию.
Дополнительные признаки и преимущества изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению уже были описаны применительно к приспособлению, генерирующему аэрозоль, по настоящему изобретению и, таким образом, являются в равной степени применимыми.
Согласно настоящему изобретению также предоставлена система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению и как описано в настоящем документе, а также устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью использования с изделием, генерирующим аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль. В частности, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать приемную полость для размещения, предназначенную для размещения в ней изделия, генерирующего аэрозоль. Аналогично, устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью соединения с изделием, генерирующим аэрозоль, например, посредством винтового соединения, защелкивающегося соединения и байонетного соединения.
Как было уже дополнительно упомянуто выше, в такой системе приспособление, генерирующее аэрозоль, или по меньшей мере большая часть компонентов приспособления, генерирующего аэрозоль, могут представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль. Это является истинным, в частности, для воздушного патрубка, резервуара для жидкости и средства для капиллярного переноса жидкости. То есть воздушный патрубок, резервуар для жидкости и средство для капиллярного переноса жидкости предпочтительно представляют собой часть изделия, генерирующего аэрозоль. В другой конфигурации средство для переноса жидкости и воздушный патрубок могут представлять собой часть устройства, генерирующего аэрозоль, причем резервуар для жидкости может представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью использования с устройством, генерирующим аэрозоль, частью которого являются средство для переноса жидкости и воздушный патрубок. Несмотря на это, возможно считать средство для переноса жидкости и воздушный патрубок частью приспособления, генерирующего аэрозоль, хотя они и отделены от других компонентов приспособления, генерирующего аэрозоль, таких как резервуар для жидкости. То есть одна часть приспособления, генерирующего аэрозоль, может представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, например, резервуар для жидкости, тогда как другая часть приспособления, генерирующего аэрозоль, такая как воздушный патрубок, средство для капиллярного переноса жидкости и, при его наличии, индукционный источник, может представлять собой часть устройства, генерирующего аэрозоль. Если секция испарения выполнена с возможностью индукционного нагрева, то устройство, генерирующее аэрозоль, предпочтительно содержит индукционный источник, приспособленный для и выполненный с возможностью генерирования переменного магнитного поля в местоположении секции испарения, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в устройство, генерирующее аэрозоль, или сопряжено с ним. Несмотря на это, возможно считать индукционный источник частью приспособления, генерирующего аэрозоль, хотя он и отделен от других компонентов приспособления, генерирующего аэрозоль. То есть одна часть приспособления, генерирующего аэрозоль, представляет собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, например, воздушный патрубок, средство для капиллярного переноса жидкости и предпочтительно также резервуар для жидкости, тогда как другая часть приспособления, генерирующего аэрозоль, в частности, индукционный источник, представляет собой часть устройства, генерирующего аэрозоль. Альтернативно можно не считать индукционный источник частью приспособления, генерирующего аэрозоль. Подробности индукционного источника уже были описаны применительно к приспособлению, генерирующему аэрозоль, по настоящему изобретению и, таким образом, являются в равной степени применимыми.
Как также было дополнительно упомянуто выше, нагревательный элемент, отдельный от средства для переноса жидкости, также может быть использован для нагрева секции испарения. Нагревательный элемент может иметь или иметь возможность приведения в тепловой контакт или тепловую близость с секцией испарения. Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагревательный элемент или индукционный нагревательный элемент. В частности, в случае резистивного нагревательного элемента, нагревательный элемент может представлять собой часть устройства, генерирующего аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать контроллер для контроля работы системы, генерирующей аэрозоль, в частности, для контроля операции нагрева. Кроме того, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать блок питания, подающий электроэнергию, используемую для нагрева секции испарения средства для капиллярного переноса жидкости. Предпочтительно блок питания является батареей, такой как литий-железо-фосфатная батарея. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточно энергии для одного или более сеансов использования пользователем.
Дополнительные признаки и преимущества системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению уже были описаны в отношении приспособления, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль, по настоящему изобретению и, таким образом, являются в равной степени применимыми.
Согласно настоящему изобретению также предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования аэрозоля из жидкости, образующей аэрозоль, при этом устройство содержит приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению и как описано в настоящем документе. В частности, устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой самостоятельное устройство, генерирующее аэрозоль, то есть устройство, генерирующее аэрозоль, не выполненное с возможностью использования с изделием, генерирующим аэрозоль (расходным элементом). Предпочтительно в этой конфигурации резервуар для жидкости является повторно заполняемым.
Дополнительные признаки и преимущества (самостоятельного) устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению уже были описаны применительно к приспособлению, генерирующему аэрозоль, по настоящему изобретению и, таким образом, являются в равной степени применимыми. Также признаки и преимущества, описанные выше относительно устройства, генерирующего аэрозоль, системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть применены к (самостоятельному) устройству, генерирующему аэрозоль.
Настоящее изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже приведен неисчерпывающий список неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков этих примеров могут быть объединены с любым одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в настоящем документе.
Пример Ex1: Приспособление, генерирующее аэрозоль, для генерирования аэрозоля из жидкости, образующей аэрозоль, причем приспособление, генерирующее аэрозоль, содержит резервуар для жидкости для хранения жидкости, образующей аэрозоль, средство для капиллярного переноса жидкости для переноса жидкости, образующей аэрозоль, из резервуара для жидкости через отверстие резервуара к секции испарения средства для переноса жидкости снаружи резервуара, и воздушный патрубок для пропускания потока воздуха сквозь секцию испарения, и при этом воздушный патрубок содержит часть в виде выталкивателя, содержащую элемент, генерирующий воздушную струю, и зону расширения дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю, причем элемент, генерирующий воздушную струю, выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи в потоке воздуха, проходящем через воздушный патрубок, что приводит к падению статического давления воздуха вблизи секции испарения.
Пример Ex2: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex1, в котором элемент, генерирующий воздушную струю, выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи, проходящей по касательной сквозь выпускное отверстие или выпускную часть средства для капиллярного переноса жидкости.
Пример Ex3: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором элемент, генерирующий воздушную струю, содержит по меньшей мере одно струйное сопло.
Пример Ex4: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором элемент, генерирующий воздушную струю, содержит по меньшей мере одно сужение воздушного тракта в воздушном патрубке.
Пример Ex5: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex4, в котором элемент, генерирующий воздушную струю, содержит пластину с прорезью, образующую сужение воздушного тракта.
Пример Ex6: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex4, в котором воздушный патрубок содержит направляющую стенку, расстояние которой до оси длины средства для капиллярного переноса жидкости меньше в местоположении секции испарения, чем в других местоположениях в воздушном патрубке раньше по ходу потока и дальше по ходу потока от секции испарения, в частности, дальше по ходу потока и раньше по ходу потока вблизи от секции испарения, так что в местоположении секции испарения образуется сужение воздушного тракта в воздушном патрубке.
Пример Ex7: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex4, в котором воздушный патрубок содержит направляющую стенку, при этом сужение воздушного тракта в воздушном патрубке образовано минимальным расстоянием между направляющей стенкой и средством для капиллярного переноса жидкости в местоположении секции испарения.
Пример Ex8: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex7, в котором минимальное расстояние образовано по меньшей мере одним из бокового расширения, в частности, вентилированием средства для капиллярного переноса жидкости в секции испарения, и боковой выемкой направляющей стенки в местоположении секции испарения.
Пример Ex9: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором воздушный патрубок содержит направляющую втулку, имеющую изменяющееся поперечное сечение вдоль оси длины втулки, при этом секция испарения расположена внутри направляющей втулки в пределах минимальной величины поперечного сечения таким образом, чтобы образовывать элемент, генерирующий воздушную струю.
Пример Ex10: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex9, в котором направляющая втулка содержит часть в виде воронки раньше по ходу потока от минимальной величины.
Пример Ex11: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex10, в котором в части в виде воронки поперечное сечение направляющей втулки сужается, в частности, выпукло сужается, в сторону минимальной величины, как видно в направлении дальше по ходу потока от потока воздуха через воздушный патрубок.
Пример Ex12: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex9-Ex11, в котором направляющая втулка содержит выпуклую часть дальше по ходу потока от минимальной величины.
Пример Ex13: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex12, в котором в выпуклой части поперечное сечение направляющей втулки расширяется, в частности, вогнуто расширяется, до максимальной величины и впоследствии сужается, в частности, вогнуто сужается, как видно в направлении дальше по ходу потока от потока воздуха через воздушный патрубок.
Пример Ex14: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором резервуар для жидкости представляет собой резервуар для жидкости, компенсирующий объем, который выполнен с возможностью противодействия капиллярному впитыванию средства для капиллярного переноса жидкости.
Пример Ex15: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex14, в котором резервуар для жидкости, компенсирующий объем, содержит гибкий пакет для хранения жидкости, образующей аэрозоль, и камеру низкого давления, герметично закрывающую гибкий пакет, при этом внутренняя часть гибкого пакета находится в сообщении по текучей среде со средством для капиллярного переноса жидкости.
Пример Ex16: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex15, в котором гибкий пакет выполнен из пластика, например, поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена, этиленвинилацетата.
Пример Ex17: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примера 15 или примера 16, в котором давление внутри камеры низкого давления, действующее на внешнюю сторону гибкого пакета, ниже давления окружающей среды, в частности, атмосферного давления, за вычетом суммы статического давления жидкости и капиллярного давления на расположенном раньше по ходу потока конце отверстия резервуара (или на расположенном раньше по ходу потока конце средства для капиллярного переноса жидкости, где средство для капиллярного переноса жидкости имеет изменяющееся поперечное сечение капилляра в направлении потока текучей среды через средство для переноса жидкости).
Пример Ex18: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex15-Ex17, в котором камера низкого давления содержит жесткие стенки.
Пример Ex19: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex14, в котором резервуар для жидкости, компенсирующий объем, содержит камеру с жесткими стенками, содержащую по меньшей мере одно вентиляционное отверстие с размером, позволяющим жидкости, образующей аэрозоль, в резервуаре для жидкости образовывать мениск, обращенный к внутренней части резервуара для жидкости.
Пример Ex20: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex19, в котором площадь поперечного сечения вентиляционного отверстия меньше максимальной площади поперечного сечения отверстия резервуара.
Пример Ex21: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex19 или примеру Ex20, в котором площадь поперечного сечения вентиляционного отверстия меньше наибольшей площади поперечного сечения отверстия резервуара.
Пример Ex22: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex14, в котором резервуар для жидкости, компенсирующий объем, содержит по меньшей мере одну упругую перегородку, образующую элемент в виде наружной стенки резервуара для жидкости.
Пример Ex23: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex22, в котором любой другой элемент в виде стенки резервуара для жидкости, помимо упругой перегородки, представляет собой жесткий элемент в виде стенки.
Пример Ex24: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примера Ex22 или примера Ex23, в котором упругая перегородка имеет модуль Юнга в диапазоне от 1 МПа до 100 МПа, в частности, от 2 МПа до 50 МПа, предпочтительно от 2 МПа до 20 МПа.
Пример Ex25: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором поперечное сечение отверстия резервуара сужается в направлении внутренней части резервуара для жидкости.
Пример Ex26: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором средство для капиллярного переноса жидкости содержит по меньшей мере один капиллярный канал.
Пример Ex27: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex26, в котором поперек расположенного дальше по ходу потока конца капиллярного канала размещена сетка, в частности, поперек внутреннего поперечного сечения капиллярного канала на расположенном дальше по ходу потока конце капиллярного канала, при этом сетка образует по меньшей мере часть секции испарения.
Пример Ex28: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex27, в котором сетка содержит по меньшей мере один токоприемный материал или выполнена из него.
Пример Ex29: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex26-Ex28, в котором капиллярный канал образован внутри элемента в виде стенки приспособления, генерирующего аэрозоль, или посредством капиллярного зазора между несколькими элементами в виде стенки приспособления, генерирующего аэрозоль.
Пример Ex30: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором средство для капиллярного переноса жидкости содержит по меньшей мере одну капиллярную трубку.
Пример Ex31: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex26-Ex30, в котором внутреннее поперечное сечение капиллярного канала или капиллярной трубки меняется, в частности, увеличивается, или является постоянным в направлении потока текучей среды через капиллярный канал или капиллярную трубку соответственно.
Пример Ex32: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex26-31, в котором внутреннее поперечное сечение капиллярного канала или капиллярной трубки является круглым, овальным, эллиптическим, прямоугольным или квадратным.
Пример Ex33: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором средство для капиллярного переноса жидкости содержит две противоположные пластины, образующие капиллярный зазор между собой.
Пример Ex34: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex33, в котором две противоположные пластины параллельны друг другу.
Пример Ex35: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примера Ex33 или примера Ex34, в котором ширина капиллярного зазора между двумя противоположными пластинами в направлении, перпендикулярном двум противоположным пластинам, находится в диапазоне от 100 микрометров до 500 микрометров.
Пример Ex36: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex33-Ex35, в котором по меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин содержит одну или более перфораций на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости, образующего секцию испарения.
Пример Ex37: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex33-Ex36, в котором по меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин содержит токоприемный материал по меньшей мере на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости или выполнена из него.
Пример Ex38: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex33-Ex37, в котором на расположенном дальше по ходу потока конце средства для капиллярного переноса жидкости расположен фиксатор зазора, закрывающий зазор между двумя противоположными пластинами.
Пример Ex39: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex33-Ex38, в котором по меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин содержит первый материал на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости и второй материал на расположенной раньше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости, или выполнена из них.
Пример Ex40: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором средство для капиллярного переноса жидкости содержит капиллярную трубку, имеющую расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец, образующий секцию испарения, при этом предпочтительно внутреннее поперечное сечение капиллярной трубки может быть постоянным или может изменяться, в частности, может увеличиваться, в направлении потока текучей среды через капиллярную трубку.
Пример Ex41: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex40, в котором расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец расположен под углом относительно остальной части капиллярной трубки.
Пример Ex42: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex41, в котором расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец расположен под углом по меньшей мере 45 градусов, в частности, по меньшей мере 60 градусов, предпочтительно 90 градусов относительно остальной части капиллярной трубки.
Пример Ex43: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex40-Ex42, в котором капиллярная трубка с расположенным дальше по ходу потока расширяющимся концом имеет форму альпийского рожка.
Пример Ex44: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex40-Ex43, в котором элемент, генерирующий воздушную струю, выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи, проходящей во время использования по касательной через выпускное отверстие расположенного дальше по ходу потока расширяющегося конца.
Пример Ex45: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором секция испарения находится или расположена на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости.
Пример Ex46: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором средство для капиллярного переноса жидкости выполнено с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере в секции испарения.
Пример Ex47: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором средство для капиллярного переноса жидкости содержит токоприемный материал по меньшей мере в секции испарения или выполнено из него.
Пример Ex48: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примера 46 или примера 47, дополнительно содержащее индукционный источник, приспособленный для и выполненный с возможностью генерирования переменного магнитного поля в местоположении секции испарения.
Пример Ex49: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, содержащее нагревательный элемент в тепловом контакте или в тепловой близости с секцией испарения.
Пример Ex50: Приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex49, в котором нагревательный элемент представляет собой резистивный нагревательный элемент или индукционный нагревательный элемент.
Пример Ex51: Изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, при этом изделие, генерирующее аэрозоль, содержит приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров.
Пример Ex52: Система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex51, и устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью использования с изделием, генерирующим аэрозоль.
Пример Ex53: Устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования аэрозоля из жидкости, образующей аэрозоль, при этом устройство содержит приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ex1-Ex50.
Примеры теперь будут дополнительно описаны со ссылкой на фигуры, где:
на фиг. 1-2 показано приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3-4 показаны подробности средства для переноса жидкости, используемого в приспособлении, генерирующем аэрозоль, согласно фиг. 1-2;
на фиг. 5 показан другой вариант осуществления средства для переноса жидкости, который может быть дополнительно использован в приспособлении, генерирующем аэрозоль, согласно фиг. 1-2;
на фиг. 6 показано приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно второму иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7, 8 показано приспособление, генерирующее аэрозоль, согласно третьему иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 9-16 показаны различные варианты осуществления воздушного патрубка и средства для капиллярного переноса жидкости, представляющие собой альтернативы воздушному патрубку и средству для капиллярного переноса жидкости, показанным на фиг. 1-8.
На фиг. 1 и фиг. 2 схематически проиллюстрировано приспособление 1, генерирующее аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля из жидкости 11, образующей аэрозоль, согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Приспособление 1, генерирующее аэрозоль, содержит резервуар 10 для жидкости для хранения жидкости 11, образующей аэрозоль, и средство 20 для капиллярного переноса жидкости для переноса жидкости 11, образующей аэрозоль, из резервуара 10 для жидкости через отверстие 18 резервуара к секции 21 испарения средства 20 для переноса жидкости снаружи резервуара 10. Там жидкость 11, образующая аэрозоль, может быть испарена путем нагрева секции 21 испарения. Испаренная жидкость подвергается воздействию воздуха, протекающего сквозь секцию испарения через воздушный патрубок 40, образованный направляющей втулкой 47 в форме бутылки, окружающей средство 20 для переноса жидкости. Испаренная жидкость смешивается с воздухом таким образом, что образуется аэрозоль, который впоследствии может быть вытянут, например, через мундштук 49 воздушного патрубка 40. Приспособление 1, генерирующее аэрозоль, выполнено так, что поток воздуха через воздушный патрубок 40 вызван затяжкой пользователя, то есть пользователь делает затяжку на расположенном дальше по ходу потока конце воздушного тракта через воздушный патрубок 40. Воздушный тракт через воздушный патрубок обозначен штрихпунктирными линиями на фиг. 2. Расположенный дальше по ходу потока конец воздушного патрубка 40 образован выпускным отверстием 48 в мундштуке 49. Таким образом, когда пользователь делает затяжку, на выпускном отверстии 48 создается низкое давление, которое, в свою очередь, заставляет воздух входить в воздушный патрубок 40 через впускные отверстия 46, которые образуют расположенный раньше по ходу потока конец воздушного тракта через воздушный патрубок 40.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, средство 20 для капиллярного переноса жидкости содержит две противоположные пластины 22, образующие между собой капиллярный зазор 23. Подробности относительно этого двухпластинчатого средства 20 для переноса жидкости показаны на фиг. 3 и фиг. 4. Ширина капиллярного зазора 23 между двумя противоположными пластинами 22 в направлении по нормали к двум противоположным пластинам 22 находится в пределах капиллярных диапазонов, например, в диапазоне от 100 микрометров до 500 микрометров. В частности, ширина капиллярного зазора 23 постоянна в направлении потока текучей среды через капиллярный зазор. То есть две противоположные пластины 22 предпочтительно параллельны друг другу. Фиксатор 25 зазора размещен на расположенном дальше по ходу потока конце средства 20 для переноса жидкости, что служит целям разделения двух пластин 22 друг с другом и закрывания зазора 23 на расположенном дальше по ходу потока конце средства 20 для переноса жидкости. Каждая из двух пластин 22 содержит множество перфораций 24 (сквозных отверстий) на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства 22 для капиллярного переноса жидкости, которое образует секцию 21 испарения. Перфорации 24 имеют диаметр в пределах капиллярных диапазонов, так что жидкость, образующая аэрозоль, может образовывать мениск в отверстии каждой из перфораций. Две пластины 22 выполнены из токоприемного материала, например нержавеющей стали, что тем самым позволяет индукционно нагревать пластины 22. Благодаря этому двухпластинчатое средство 20 для переноса жидкости способно выполнять две функции: перенос и нагрев жидкости, образующей аэрозоль. Для нагрева средства для переноса жидкости индукционный источник 60, содержащий индукционную катушку 61, может быть размещен вокруг воздушного патрубка 40, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, для генерирования переменного магнитного поля. Индукционная катушка 61 размещена вокруг местоположения секции 21 испарения так, чтобы генерировать переменное магнитное поле, которое локально проникает в средство 20 для переноса жидкости только в секции 21 испарения. Как следствие, средство 20 для переноса жидкости локально нагревается только в секции 21 испарения. Напряженность поля может быть выбрана так, что секция 21 испарения нагревается до температур, достаточных для испарения жидкости, образующей аэрозоль, переносимой через средство 20 для переноса жидкости к перфорациям 24. Там испаренная жидкость может покидать перфорации 24 с попаданием в поток воздуха, проходящий через зону 21 испарения. Из-за локального нагрева остальные секции средства 20 для переноса жидкости могут оставаться при температурах, которые ниже температуры испарения. Таким образом, во время использования средство 20 для переноса жидкости имеет температурный профиль в направлении своей длины, демонстрирующий увеличение температуры от температур, которые ниже температуры испарения жидкости, образующей аэрозоль (на расположенной раньше по ходу потока концевой части средства 20 для переноса жидкости), до температур, которые выше температуры испарения (на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства 20 для переноса жидкости). Преимущественно наличие оставшихся секций секции с температурой, которая ниже температуры испарения, предотвращает кипение жидкости, образующей аэрозоль, внутри средства 20 для переноса жидкости раньше по ходу потока от секции 21 испарения, а также внутри резервуара 10 для жидкости. Из-за небольших размеров капиллярного зазора 23 и перфораций 24 лишь небольшая часть жидкости присутствует в секции 21 испарения. Это преимущественно обеспечивает мгновенный нагрев, то есть быстрое начало испарения.
На фиг. 5 показан альтернативный вариант осуществления двухпластинчатого средства для переноса жидкости. В данном случае каждая из пластин представляет собой состоящую из двух частей пластину, содержащую первый элемент 27 пластины на расположенной дальше по ходу потока концевой части средства 20 для переноса жидкости и второй элемент 28 пластины на расположенной раньше по ходу потока концевой части средства для переноса жидкости. При этом второй элемент 28 пластины представляет собой неперфорированную пластину с закрытой поверхностью, а первый элемент 27 пластины представляет собой сетчатую пластину, образующую секцию 21 испарения. Материал сетчатой пластины 27 представляет собой токоприемный материал, то есть выполнен с возможностью индукционного нагрева. В противоположность этому, материал второго элемента 28 пластины предпочтительно является электрически непроводящим и немагнитным, таким образом, не выполнен с возможностью индукционного нагрева. Преимущественно эта состоящая из двух частей конфигурация способствует локальному разграничению нагретой части средства 20 для переноса жидкости и секции 21 испарения.
Как было упомянуто выше, использование средств для капиллярного переноса жидкости приводит к проблемам, характерным для процессов, управляющих физикой капиллярного действия. В частности, это касается неконтролируемого впитывания средства для капиллярного переноса жидкости, что может, в свою очередь, вызвать нежелательные проблемы с утечкой и изменения количества жидкости, доступной в секции испарения. Чтобы иметь лучший контроль над скоростью потока жидкости через средство 20 для переноса жидкости приспособление 1, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению приспособлено для генерирования вызванного вдыханием падения давления в отношении статического давления вблизи секции испарения. Падение давления заставляет жидкость втягиваться из резервуара 10 через средство 20 для капиллярного переноса жидкости в секцию 21 испарения. Падение давления инициируется воздушной струей, генерируемой в части 41 в виде выталкивателя воздушного патрубка 40, который содержит элемент 42, генерирующий воздушную струю, и зону 43 расширения дальше по ходу потока от элемента 41, генерирующего воздушную струю. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, элемент 42, генерирующий воздушную струю, содержит пластину 43 с прорезью, расположенную внутри тракта потока воздуха воздушного патрубка, с прорезью 44 на каждой стороне двухпластинчатого средства 20 для переноса жидкости. Поперечное сечение каждой прорези 44 меньше поперечного сечения воздушного тракта через воздушный патрубок 40 дальше по ходу потока и раньше по ходу потока от соответствующей прорези 44. Таким образом, каждая прорезь 44 образует сужение воздушного тракта в воздушном патрубке 40. При прохождении через прорези 44 скорость воздуха увеличивается в результате сохранения массы, тем самым создавая воздушную струю дальше по ходу потока от прорезей 44 на каждой стороне двухпластинчатого средства 20 для переноса жидкости, что приводит к падению статического давления вблизи секции 21 испарения. Физический механизм, стоящий за падением статического давления, как видно под микроскопом, заключается в следующем. Быстро движущиеся частицы воздуха в воздушной струе, выталкиваемой в открытую атмосферу, расположенную дальше по ходу потока от отверстий 44, сталкиваются с частицами воздуха, которые беспорядочно и медленно перемещаются вокруг. Столкновение отталкивает «неподвижные» частицы воздуха еще дальше, что приводит к локальному падению давления, что, в свою очередь, приводит к тому, что в воздушную струю втягивается больше частиц воздуха из окружающей среды. Таким образом, воздушная струя оставляет после себя частичный вакуум, который ощущается как падение давления внутри средства 20 для переноса жидкости, вызывающее таким образом градиент давления вдоль средства 20 для капиллярного переноса жидкости, которое вытягивает жидкость из резервуара 10 через капиллярный зазор 23 в секцию 21 испарения. Воздушная струя дополнительно вызывает втягивание жидкости 11, образующей аэрозоль, испаряемой в секции 21 испарения, в поток воздуха и впоследствии смешивание с воздухом в зоне 43 расширения, расположенной дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю, чтобы таким образом образовать аэрозоль. Как было упомянуто выше, вызываемое потоком воздуха падение давления и, таким образом, поток жидкости через средство 20 для капиллярного переноса жидкости, инициируются вдохом пользователя, направляющим поток воздуха через воздушный патрубок 40. В частности, скорость потока жидкости из резервуара 10 через средство 40 для капиллярного переноса жидкости к секции 21 испарения может специально контролироваться пользователем путем изменения интенсивности вдыхания пользователя. Чтобы предотвратить неконтролируемое впитывание средства 20 для капиллярного переноса жидкости, в частности, когда приспособление 1, генерирующее аэрозоль, не используется, резервуар 10 для жидкости представляет собой так называемый резервуар, компенсирующий объем, выполненный с возможностью обеспечения восстанавливающей силы, которая противодействует капиллярному впитыванию, то есть выполненный с возможностью противодействия капиллярному втягиванию и статическому давлению жидкости, которые в противном случае привели бы к утечке через средство 20 для переноса жидкости. Вместе резервуар 10 для жидкости, компенсирующий объем, и элемент 42, генерирующий воздушную струю, образуют хорошо сбалансированную систему, которая, с одной стороны, подавляет неконтролируемое впитывание и таким образом обеспечивает защиту от утечек, а с другой стороны обеспечивает улучшенный контроль над скоростью потока жидкости через средство 20 для капиллярного переноса жидкости. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, резервуар 10 для жидкости, компенсирующий объем, реализован посредством резервуара, который содержит гибкий пакет 12 для хранения жидкости 11, образующей аэрозоль, и камеру 13 низкого давления, герметично заключающую в себя гибкий пакет 12. Внутренняя часть гибкого пакета находится в сообщении по текучей среде со средством 20 для капиллярного переноса жидкости через отверстие 18 резервуара, тогда как внешняя часть гибкого пакета 12 испытывает действие давления внутри закрытого пространства между гибким пакетом 12 и окружающей камерой. Как показано на фиг. 1, давление внутри камеры 13 низкого давления выбрано более низким, чем давление окружающей среды, в частности, атмосферное давление, за вычетом суммы статического давления жидкости и капиллярного давления на расположенном раньше по ходу потока конце отверстия 18 резервуара. Это преимущественно помогает противодействовать капиллярному втягиванию средства 20 для переноса жидкости и, таким образом, не допускать утечки жидкости 11 из гибкого пакета 12, когда система не используется и падения давления вблизи секции испарения нет. В противоположность этому, как показано на фиг. 2, когда воздух протекает через элемент 41, генерирующий воздушную струю, во время вдыхания пользователя, что делает падение давления вблизи секции 21 испарения большим, чем сумма статического давления жидкости и капиллярного давления, то давление внутри камеры 13 низкого давления превосходит давление дальше по ходу потока. Как следствие, генерируется градиент давления вдоль средства 20 для капиллярного переноса жидкости в направлении дальше по ходу потока, что втягивает жидкость 11 из гибкого пакета 12 через средство 20 для капиллярного переноса жидкости в секцию 21 испарения. После исчезновения падения внешнего давления после окончания вдыхания пользователя жидкость 11, остающаяся внутри средства 20 для капиллярного переноса жидкости, выталкивается обратно в гибкий пакет 12 давлением окружающей среды, в частности, атмосферным давлением, до тех пор, пока система, наконец, не достигнет показанного состояния равновесия. Из-за извлечения жидкости гибкий пакет 12 сжимается на объем, равный объему жидкости, извлеченной из резервуара 10. Предпочтительно гибкий пакет 12 выполнен из пластика, непроницаемого для текучей среды. Напротив, камера низкого давления предпочтительно содержит жесткие стенки. То есть камера низкого давления предпочтительно представляет собой камеру с жесткими стенками. Вследствие этого камера низкого давления может поддерживать низкое давление внутри и противостоять деформации как изнутри, так и снаружи. Например, стенки камеры низкого давления могут быть выполнены из пластика, в частности, из силикона, PP (полипропилена), PE (полиэтилена) или PET (полиэтилентерефталата).
На фиг. 6 схематически проиллюстрировано приспособление 101, генерирующее аэрозоль, согласно второму иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Компоновка 101, показанная на фиг. 6, подобна компоновке 1, показанной на фиг. 1 и фиг. 2. Следовательно, идентичные или подобные признаки обозначены одинаковыми ссылочными позициями, но с увеличением на 100. В отличие от компоновки 1, показанной на фиг. 1 и фиг. 2, приспособление 101, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 6, содержит резервуар 110 для жидкости, компенсирующий объем, который представляет собой камеру 113 с жесткими стенками, содержащую вентиляционное отверстие 115. Вентиляционное отверстие 115 имеет размер в капиллярном диапазоне, позволяющий жидкости 111, образующей аэрозоль, в резервуаре 110 для жидкости образовывать мениск 116, обращенный к внутренней части резервуара 110 для жидкости. Мениск 116 обеспечивает сопротивление поверхностному натяжению, перемещающему жидкость через средство 120 для капиллярного переноса жидкости. Мениск 116 деформируется во многом по форме выпуклой мембраны, пока жидкостное натяжение в отверстии 118 резервуара не будет уравновешено. Сопротивление изменению объема обратно пропорционально размеру отверстия. Предпочтительно площадь поперечного сечения вентиляционного отверстия 115 меньше максимальной площади поперечного сечения отверстия 118 резервуара. Например, вентиляционное отверстие 115 может иметь размер в диапазоне от 0,05 миллиметра до 3 миллиметров, в частности, от 0,05 миллиметра до 1,5 миллиметра, предпочтительно от 0,05 миллиметра до 1 миллиметра.
Вместо того чтобы просто полагаться на эластичные свойства мениска, образованного жидкостью в вентиляционном отверстии, отверстие может быть закрыто упругой перегородкой, которая может быть деформирована под нагрузкой давления. Использование упругой перегородки также может позволить увеличить размер вентиляционного отверстия за пределы капиллярных диапазонов. Это показано на фиг. 7 и фиг. 8, где схематически проиллюстрировано приспособление 201, генерирующее аэрозоль, согласно третьему иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Из-за этой схожести с компоновкой 1, показанной на фиг. 1 и фиг. 2, идентичные или подобные признаки, как и ранее, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, но с увеличением на 200. В отличие от компоновки 1, показанной на фиг. 1 и фиг. 2, приспособление 201, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 7 и фиг. 8, содержит резервуар 210 для жидкости, компенсирующий объем, имеющий упругую перегородку 216, образующую элемент в виде стенки резервуара 210 для жидкости. Все остальные элементы 217 в виде стенки резервуара 210 для жидкости представляют собой жесткие элементы в виде стенки. Упругая перегородка 216 выполнена из тонкой резиновой мембраны, которая подвергается воздействию внутренней части резервуара для жидкости со своей внутренней стороны и давлению окружающей среды, в частности, атмосферному давлению, со своей внешней стороны. Подобно мениску 116 на фиг. 6 упругая перегородка 216 обеспечивает сопротивление поверхностному натяжению, перемещающему жидкость через средство 220 для капиллярного переноса жидкости. В частности, как показано на фиг. 7, когда система не используется и вблизи секции 221 испарения нет падения давления, сопротивление, обеспечиваемое упругой перегородкой 216, предотвращает вытекание жидкости 211 из резервуара 210. Когда пользователь делает затяжку и таким образом инициирует падение давления вблизи секции 221 испарения, упругая перегородка 216 деформируется, пока падение давления не будет уравновешено, как показано на фиг. 8. Сопротивление, обеспечиваемое упругой перегородкой 216, зависит от ее модуля Юнга. Например, упругая перегородка может иметь модуль Юнга (модуль эластичности при натяжении) в диапазоне от 1 МПа (мегапаскаля) до 100 МПа (мегапаскалей), в частности, от 2 МПа (мегапаскалей) до 50 МПа (мегапаскалей), предпочтительно от 2 МПа (мегапаскалей) до 20 МПа (мегапаскалей).
Каждый из резервуаров 10, 110, 210 для жидкости, показанных на фиг. 1, 2, 6, 7 и 8, содержит отверстие 18, 118, 218 резервуара, с которым соответствующее средство 20, 120, 220 для капиллярного переноса жидкости находится в сообщении по текучей среде. Отверстия 18, 118, 218 резервуара могут иметь изменяющееся поперечное сечение в направлении потока текучей среды через отверстие резервуара. Это может помочь, например, противодействовать изменениям в статическом давлении жидкости из-за изменений в ориентации устройства. Предпочтительно поперечное сечение отверстия резервуара сужается в направлении раньше по ходу потока, то есть к внутренней части резервуара для жидкости.
На фиг. 9-16 показаны различные варианты осуществления воздушного патрубка и средства для капиллярного переноса жидкости, представляющие собой альтернативы воздушным патрубкам и средствам для капиллярного переноса жидкости, показанным на фиг. 1-8. Признаки, являющиеся идентичными или подобными, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, но с увеличением на 100.
На фиг. 9 средство 320 для капиллярного переноса жидкости идентично двухпластинчатому средству 20 для переноса жидкости приспособления, генерирующего аэрозоль, показанному на фиг. 1-2. В отличие от компоновки 1, показанной на фиг. 1-2, воздушный патрубок 340, показанный на фиг. 9, содержит направляющую втулку 347, имеющую изменяющееся поперечное сечение по оси длины втулки, в частности, в части, окружающей средство 320 для переноса жидкости. Секция 321 испарения расположена внутри направляющей втулки 347 в пределах минимальной величины 346 поперечного сечения направляющей втулки 347. Соответственно, поперечное сечение воздушного тракта между направляющей втулкой 347 и секцией испарения ограничено с образованием тем самым элемента 342, генерирующего воздушную струю. То есть элемент 342, генерирующий воздушную струю, реализован минимальным расстоянием между стенкой направляющей втулки 347 и средством 320 для капиллярного переноса жидкости в местоположении секции 321 испарения. Другими словами элемент 342, генерирующий воздушную струю, реализован боковой выемкой направляющей стенки воздушного патрубка 340 в местоположении секции 321 испарения, при этом боковая выемка направляющей стенки обращена к средству 320 для капиллярного переноса жидкости. В настоящем варианте осуществления направляющая втулка 347 содержит часть 348 в виде воронки раньше по ходу потока от минимальной величины 346. В части 348 в виде воронки поперечное сечение направляющей втулки 347 выпукло сужается в сторону минимальной величины 346, как видно в направлении дальше по ходу потока от потока воздуха через воздушный патрубок 340. Направляющая втулка 347 дополнительно содержит выпуклую часть 349, расположенную дальше по ходу потока от минимальной величины 346. В выпуклой части 349 поперечное сечение направляющей втулки 347 сначала вогнуто расширяется и после этого вогнуто сужается, как видно в направлении дальше по ходу потока от потока воздуха через воздушный патрубок 340. Выпуклая часть 349 образует зону 343 расширения части в виде выталкивателя. Направляющая втулка 347, в частности, часть 348 в виде воронки, образована и размещена таким образом, чтобы генерировать воздушную струю, проходящую по касательной сквозь перфорации в секции 321 испарения средства 320 для переноса жидкости.
На фиг. 10 воздушный патрубок 440 идентичен воздушному патрубку 340, показанному на фиг. 9. В отличие от фиг. 9, приспособление, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 10, содержит средство 420 для переноса жидкости, реализованное двумя капиллярными трубками 422. Каждая капиллярная трубка 422 имеет открытый с торца расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец 427, образующий секцию 421 испарения. Внутреннее поперечное сечение капиллярных трубок 422 увеличивается в направлении потока текучей среды через капиллярную трубку 422. Преимущественно увеличение поперечного сечения делает ненужным отдельное изменяющееся поперечное сечение отверстия резервуара. Расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец 427 расположен под углом 90 градусов относительно остальной части соответствующей капиллярной трубки 422, так что выпускное отверстие расположенного дальше по ходу потока расширяющегося конца 427 (где жидкость, образующая аэрозоль, испаряется во время использования), ориентировано по касательной относительно воздушной струи, сгенерированной элементом 442, генерирующим воздушную струю, протекающей сквозь секцию 421 испарения. Из-за находящихся под углом, расположенных дальше по ходу потока расширяющихся концов 427 капиллярные трубки 422 имеют форму альпийского рожка. Подобно двухпластинчатому средству для переноса жидкости капиллярные трубки 422 предпочтительно выполнены с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере на соответствующем расположенном дальше по ходу потока расширяющемся конце 427.
На фиг. 11 средство 520 для переноса жидкости идентично средству 420 для переноса жидкости в форме альпийского рожка, показанному на фиг. 10. В отличие от фиг. 10, приспособление, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 11, содержит воздушный патрубок 540 с постоянным поперечным сечением в части, окружающей секцию 521 испарения. Вместо боковой выемки направляющей стенки воздушного патрубка элемент 542, генерирующий воздушную струю компоновки согласно фиг. 11, содержит два струйных сопла 545, приспособленных для генерирования воздушной струи для каждого из средств 520 для переноса жидкости в форме альпийского рожка. Каждая воздушная струя представляет собой дополнительный тракт потока воздуха, входящий в основной тракт потока воздуха, проходящий сквозь воздушный патрубок 540 в предпочтительном положении вокруг секции 521 испарения, чтобы генерировать падение давления вблизи секции 521 испарения. Два струйных сопла 545 выполнены и расположены так, что соответствующая воздушная струя проходит по сути по касательной к выпускному отверстию расположенного дальше по ходу потока расширяющегося конца 527 связанной капиллярной трубки 522 в форме альпийского рожка.
На фиг. 12 воздушный патрубок 640 идентичен воздушным патрубкам 340, 440, показанным на фиг. 9 и фиг. 10. В отличие от фиг. 9 и фиг. 10, приспособление, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 12, содержит средство 620 для переноса жидкости, реализованное пучком 622 нескрученных нитей, содержащим множество нитей 623, размещенных параллельно друг другу. Нити 623 или по меньшей мере часть нитей 623 могут быть выполнены из токоприемного материала, что тем самым обеспечивает возможность индукционного нагрева средства 620 для переноса жидкости индукционным источником. Предпочтительно индукционный источник выполнен и размещен таким образом, чтобы генерировать переменное магнитное поле по существу только в местоположении секции 621 испарения. Преимущественно это дает в результате локальный нагрев пучка 622 нитей только в секции 621 испарения.
Подобно фиг. 12 приспособление, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 13, содержит средство 720 для переноса жидкости, реализованное пучком 722 нитей. В отличие от фиг. 12, пучок 722 нитей содержит разветвленную часть 725 на расположенной дальше по ходу потока концевой части пучка 722 нитей, в которой нити 723 расходятся друг от друга. Предпочтительно разветвленная часть 725 соответствует секции 721 испарения. В разветвленной части 725. Разветвленная часть 725 может оказаться полезной для облегчения воздействия испаряемой жидкости, образующей аэрозоль, на воздушный тракт и, таким образом, для облегчения образования аэрозоля. Кроме того, из-за разветвленной части 725 существует минимальное расстояние 746 между втулкообразной направляющей стенкой 747 воздушного патрубка 740 и расположенной дальше по ходу потока концевой частью пучка 722 нитей. Минимальное расстояние 746 образует сужение воздушного тракта с реализацией элемента 742, генерирующего воздушную струю, что дает требуемое падение давления на расположенной дальше по ходу потока концевой части пучка 722 нитей, то есть в секции 721 испарения.
На фиг. 14 и фиг. 15 показаны дополнительные варианты осуществления приспособления, генерирующего аэрозоль, имеющего центральный воздушный патрубок 840, а также средство 820 для капиллярного переноса жидкости снаружи воздушного патрубка 840, которое содержит капиллярный канал 823. В обоих вариантах осуществления соответствующий центральный воздушный патрубок 840 содержит пластину 843 с прорезью, подобную пластине с прорезью, показанной на фиг. 1 и фиг. 2, которая образует элемент 842, генерирующий воздушную струю. Как также можно увидеть на фиг. 14 и фиг. 15, капиллярный канал 823 образован посредством капиллярного зазора между элементом 847 в виде внутренней стенки, образующим часть центрального воздушного патрубка 840, и элементом 822 в виде наружной стенки, образующим, например, наружный корпус приспособления, генерирующего аэрозоль. Тогда как вариант осуществления согласно фиг. 14 содержит два капиллярных канала 823, по одному с каждой стороны центрального воздушного патрубка 840, вариант осуществления по фиг. 15 содержит только один боковой капиллярный канал 823. Сетка 827, выполненная из токоприемного материала, размещена поперек расположенного дальше по ходу потока конца каждого капиллярного канала 823 так, чтобы образовывать выполненную с возможностью индукционного нагрева секцию 821 испарения. Размер промежутков сетки 827 выбирают таким образом, чтобы жидкость, образующая аэрозоль, могла образовывать мениск в них. Например, ширина промежутков составляет от 75 микрометров до 250 микрометров. Во время использования жидкость, образующая аэрозоль, испаренная сеткой 827, втягивается в поток воздуха дальше по ходу потока от пластины 843 с прорезью, где она смешивается с воздухом в зоне 843 расширения с тем, чтобы образовывать аэрозоль.
На фиг. 16 показан еще один вариант осуществления приспособления, генерирующего аэрозоль, подобного приспособлению, генерирующему аэрозоль, показанному на фиг. 15. Следовательно, идентичные или подобные признаки обозначены одинаковыми ссылочными позициями, но с увеличением на 100. В отличие от компоновки, показанной на фиг. 15, компоновка, показанная на фиг. 16, содержит не пластину с прорезью, а блокирующий элемент 946, который образует сужение воздушного тракта в воздушном тракте по воздушному патрубку 940. Сужение воздушного тракта содержит элемент 942, генерирующий воздушную струю, который генерирует воздушную струю, протекающую сквозь секцию 921 испарения, что в результате приводит к падению статического давления воздуха вблизи секции 921 испарения, которая втягивает жидкость, образующую аэрозоль, через капиллярный канал 823 средства 920 для капиллярного переноса жидкости к секции 921 испарения.
Для цели настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, когда указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и т. д., необходимо понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в настоящем документе. Поэтому в данном контексте число A следует понимать как A ± 5 процентов от A. В этом контексте число A можно считать включающим численные значения, находящиеся в пределах обычной стандартной ошибки для измерения свойства, которое число A модифицирует. Число A в некоторых случаях при использовании в прилагаемой формуле изобретения может отклоняться на перечисленные выше процентные доли при условии, что величина, на которую отклоняется A, существенно не влияет на основную (основные) и новую (новые) характеристику (характеристики) заявленного изобретения. Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в настоящем документе.
Настоящее изобретение относится к приспособлению, генерирующему аэрозоль, для генерирования аэрозоля из жидкости, образующей аэрозоль. Приспособление, генерирующее аэрозоль, содержит резервуар для жидкости для хранения жидкости, образующей аэрозоль, и средство для капиллярного переноса жидкости для переноса жидкости, образующей аэрозоль, из резервуара для жидкости через отверстие резервуара в секцию испарения средства для переноса жидкости снаружи резервуара. Приспособление, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит воздушный патрубок для пропускания потока воздуха сквозь секцию испарения. Воздушный патрубок содержит часть в виде выталкивателя, содержащую элемент, генерирующий воздушную струю, и зону расширения, расположенную дальше по ходу потока от элемента, генерирующего воздушную струю. Элемент, генерирующий воздушную струю, выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи в потоке воздуха, проходящем через воздушный патрубок, что приводит к падению статического давления воздуха вблизи секции испарения. Обеспечивается улучшенное управление потоком жидкости из резервуара через средство для капиллярного переноса жидкости в секцию испарения. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.
1. Приспособление для генерирования аэрозоля из образующей аэрозоль жидкости, содержащее резервуар для хранения образующей аэрозоль жидкости, средство для капиллярного переноса образующей аэрозоль жидкости из резервуара через отверстие резервуара к секции испарения средства для переноса жидкости снаружи резервуара, и воздушный канал для пропускания потока воздуха через секцию испарения, при этом воздушный канал содержит выталкиватель, имеющий элемент для генерирования воздушной струи и зону расширения дальше по ходу потока от элемента для генерирования воздушной струи, причем элемент для генерирования воздушной струи выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи в потоке воздуха через воздушный канал для падения статического давления воздуха у секции испарения, при этом средство для капиллярного переноса жидкости содержит одно из:
пучка нитей, который содержит множество нитей, причем пучок нитей содержит часть пучка с параллельными нитями вдоль по меньшей мере части своей длины, где множество нитей расположены параллельно друг другу, и разветвленную часть по меньшей мере на расположенной дальше по ходу потока концевой части пучка нитей; или
по меньшей мере одного капиллярного канала, образованного в стеновом элементе приспособления для генерирования аэрозоля, или капиллярного зазора между внутренним стеновым элементом, образующим часть воздушного канала, и наружным стеновым элементом, образующим наружный корпус приспособления для генерирования аэрозоля, или
по меньшей мере одной капиллярной трубки, причем по внутреннему сечению капиллярной трубки на расположенном дальше по ходу потока конце капиллярной трубки имеется сетка, или
двух противоположных пластин, образующих между собой капиллярный зазор, при этом по меньшей мере одна из двух, предпочтительно каждая из двух, пластин содержит одну или более перфораций у расположенной дальше по ходу потока концевой части средства для капиллярного переноса жидкости, при этом расположенная дальше по ходу потока концевая часть образует секцию испарения, или
капиллярной трубки, имеющей открытый с торца расположенный дальше по ходу потока расширяющийся конец, образующий секцию испарения.
2. Приспособление по п. 1, в котором элемент для генерирования воздушной струи выполнен с возможностью и приспособлен для генерирования воздушной струи, проходящей по касательной через выпускное отверстие или выпускную часть средства для капиллярного переноса жидкости.
3. Приспособление по любому одному из предыдущих пунктов, в котором элемент для генерирования воздушной струи содержит по меньшей мере одно струйное сопло.
4. Приспособление по любому одному из предыдущих пунктов, в котором элемент для генерирования воздушной струи содержит по меньшей мере одно сужение воздушного пути в воздушном канале.
5. Приспособление по п. 4, в котором элемент для генерирования воздушной струи содержит пластину с отверстиями, образующую сужение воздушного пути.
6. Приспособление по п. 4, в котором воздушный канал содержит направляющую стенку, расстояние от которой до продольной оси средства для капиллярного переноса жидкости меньше в месте расположения секции испарения, чем в других местах в воздушном канале раньше по ходу потока и дальше по ходу потока от секции испарения, в частности дальше по ходу потока и раньше по ходу потока у секции испарения так, что в месте расположения секции испарения образовано сужение воздушного пути в воздушном канале.
7. Приспособление по п. 4, в котором воздушный канал содержит направляющую стенку, при этом сужение воздушного пути в воздушном канале образовано минимальным расстоянием между направляющей стенкой и средством для капиллярного переноса жидкости в месте расположения секции испарения.
8. Приспособление по п. 7, в котором минимальное расстояние образовано по меньшей мере одним из бокового расширения, в частности расширения средства для капиллярного переноса жидкости в секции испарения, и боковой выемки направляющей стенки в месте расположения секции испарения.
9. Приспособление по любому одному из предыдущих пунктов, в котором воздушный канал содержит направляющую втулку, имеющую изменяющееся вдоль продольной оси втулки поперечное сечение, при этом секция испарения расположена в пределах направляющей втулки на минимальной величине поперечного сечения для формирования элемента для генерирования воздушной струи.
10. Приспособление по п. 9, в котором направляющая втулка содержит часть в виде воронки раньше по ходу потока относительно минимальной величины.
11. Приспособление по п. 10, в котором в части в виде воронки поперечное сечение направляющей втулки сужается, в частности выпукло сужается, в сторону минимальной величины в направлении дальше по ходу потока воздуха через воздушный канал.
12. Приспособление по любому одному из пп. 9-11, в котором направляющая втулка содержит выпуклую часть дальше по ходу потока от минимальной величины.
13. Приспособление по п. 12, в котором в выпуклой части поперечное сечение направляющей втулки расширяется, в частности вогнуто расширяется, до максимальной величины и затем сужается, в частности вогнуто сужается, в направлении дальше по ходу потока воздуха через воздушный канал.
14. Приспособление по любому одному из предыдущих пунктов, в котором резервуар для жидкости представляет собой резервуар с компенсацией объема, который выполнен с возможностью противодействия капиллярному впитыванию средства для капиллярного переноса жидкости.
15. Приспособление по любому одному из предыдущих пунктов, в котором средство для капиллярного переноса жидкости выполнено с возможностью индукционного нагрева по меньшей мере в секции испарения.
| СПОСОБ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЗЕРНА ЗЕЛЕНОГО ГОРОШКА | 2006 |
|
RU2319334C1 |
| Токарный резец | 1924 |
|
SU2016A1 |
| Токарный резец | 1924 |
|
SU2016A1 |
| US 6443146 B1, 03.09.2002 | |||
| ОБРАЗУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ ЭФФЕКТ ВЕНТУРИ ДЛЯ ДОСТАВКИ СУБСТРАТА К НАГРЕВАТЕЛЬНОМУ ЭЛЕМЕНТУ | 2015 |
|
RU2701846C2 |
