Электронное курительное изделие
Изобретение относится к электронному изделию для выработки пара, которое содержит область источника жидкости для хранения жидкого материала; цельный фитильный нагревательный элемент из пористого углерода, сообщающийся с областью источника жидкости и включающий в себя нагреваемый участок и по меньшей мере один всасывающий участок, при этом цельный фитильный нагревательный элемент выполнен с возможностью перемещения жидкого материала из области источника жидкости через по меньшей мере один всасывающий участок к нагреваемому участку посредством пор в пористом углероде; по меньшей мере один всасывающий участок заходит в область источника жидкости; пористый углерод имеет содержание примесей менее 0,01% и обладает теплоемкостью в диапазоне от 0,5 до 1 Дж/(г·К). Технический результат заключается в обеспечении аэрозоля для конечного пользователя. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
Краткое изложение сущности изобретения
Электронное курительное изделие (далее - электронная сигарета) содержит фитильный нагревательный элемент, который всасывает жидкий материал и нагревает его для образования аэрозоля или «пара». Фитильный нагревательный элемент выполнен из графитовой или углеродной пены. Фитильный нагревательный элемент содержит выполненные как единое целое всасывающий участок и нагреваемый участок.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет вид электронной сигареты сверху в соответствии с первым вариантом изобретения;
Фиг. 2 представляет продольное сечение электронной сигареты, показанной на Фиг. 1 и содержащей фитильный нагревательный элемент, описываемый здесь;
Фиг. 3 представляет увеличенное изображение фитильного нагревательного элемента, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 4 представляет увеличенное изображение электрического соединения фитильного нагревательного элемента, описываемого здесь; и
Фиг. 5 представляет увеличенное изображение фитильного нагревательного элемента, имеющего форму стержня.
Подробное описание изобретения
Как показано на Фиг. 1 и 2, электронная сигарета 60 содержит сменный картридж (или первую секцию) 70 и многократно используемый (многоразовый) держатель (или вторую секцию) 72, которые в предпочтительном варианте изобретения соединены резьбовым соединением 205 или другим подходящим способом, например, по скользящей посадке, защелкой, зажимом и/или фиксатором. Как правило, вторая секция 72 содержит датчик 16 потока воздуха (затяжки), воспринимающий поток воздуха, всасываемого во вторую секцию 72 через входное отверстие 45 для воздуха, расположенное возле свободного конца или кончика электронной сигареты 60, батарейку или аккумулятор 1 и схему управления. Одноразовая первая секция 70 содержит заполненную жидкостью область 22 источника жидкости и фитильный нагревательный элемент 14, осуществляющий капиллярное всасывание жидкости из области 22 источника жидкости и нагревание этой жидкости для образования аэрозоля в центральном воздушном канале 21. После завинчивания резьбового соединения 205 батарейка (или аккумулятор) 1 оказывается электрически соединена с фитильным нагревательным элементом 14 первой секции 70 после срабатывания датчика потока воздуха. Воздух сначала поступает в первую секцию 70 через одно или несколько отверстий 44 для воздуха.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения после израсходования жидкости, содержащейся в картридже, заменяют только первую секцию 70. В альтернативном варианте всю сигарету 60 утилизируют после истощения области источника жидкости. В этом случае тип батарейки и другие признаки можно подобрать из соображений простоты и экономичности, но обычно здесь используют те же принципы, что и в предпочтительном варианте изобретения, в котором вторую секцию используют многократно и/или перезаряжают.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения электронная сигарета 60 имеет такие же размеры, как традиционное курительное изделие. В некоторых вариантах изобретения электронная сигарета 60 может иметь длину от примерно 80 мм до примерно 110 мм, предпочтительно иметь длину от примерно 80 мм до примерно 100 мм и диаметр от примерно 7 мм до примерно 8 мм. Например, в предпочтительном варианте настоящего изобретения электронная сигарета имеет длину примерно 84 мм и диаметр примерно 7,8 мм.
Предпочтительно, на наружную трубку 6 сигареты нанесена по меньшей мере одна наклейка. Наклейка охватывает всю окружность электронной сигареты 60 и может быть цветной и/или может иметь такую структуру поверхности, которая обеспечивает прозрачность и/или тактильные ощущения, свойственные традиционным курительным изделиям. В наклейке могут быть выполнены отверстия, имеющие такие размеры и расположение, чтобы не допустить блокировки отверстий 44 для воздуха.
Первая секция 70 содержит наружную трубку (или корпус) 6, протяженную в продольном направлении, и внутреннюю трубку (или «дымоход») 62, коаксиально размещенную в пределах наружной трубки 6. Предпочтительно, носовая часть 61 входного (по потоку воздуха) уплотнительного кольца (или уплотнения) 15 прикреплена к входному (по потоку) концевому участку 65 внутренней трубки 62, при этом внешняя периферийная поверхность 67 уплотнительного кольца 15 образует непроницаемое для жидкости уплотнение с внутренней поверхностью наружной трубки 6. Входное (по потоку) уплотнение 15 также имеет центральный продольный воздушный канал 20, открывающийся во внутреннее пространство внутренней трубки 62, образующей центральный канал 21. Поперечный канал 33 (Фиг. 2) на задней стороне уплотнительного кольца 15 пересекает и сообщается с центральным каналом 20 этого кольца 15. Канал 33 обеспечивает связь между центральным каналом 20 и пространством 35 (Фиг. 2), образованным между уплотнительным кольцом 15 и катодным соединительным элементом 37. В предпочтительном варианте настоящего изобретения элемент 37 содержит резьбовой участок, являющийся одной из частей резьбового соединения 205.
Наружная трубка 6 и/или внутренняя трубка 62 могут быть выполнены из какого-либо подходящего материала или сочетания материалов. Примерами таких подходящих материалов являются металлы, сплавы, полимерные материалы или композитные материалы, содержащие один или несколько перечисленных выше материалов, либо термопласты, пригодные для использования в области продуктов питания или в области фармацевтики, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (РЕЕК), керамика и полиэтилен. Предпочтительны легкие и не хрупкие материалы.
В предпочтительном варианте, как показано на фиг. 1 и 2, электронная сигарета 60 имеет по меньшей мере одно входное отверстие 44 для воздуха, созданное в наружной трубке 6, предпочтительно возле резьбового соединения 205, для максимального уменьшения вероятности того, что отверстия окажутся закрытыми пальцами курильщика и для управления сопротивлением всасыванию (resistance to draw) RTD в процессе курения. В предпочтительном варианте входные отверстия 44, 44' для воздуха имеют размеры и конфигурацию, при которых сопротивление RTD в электронной сигарете 60 находится в диапазоне от примерно 60 мм водяного столба до примерно 150 мм водяного столба, более предпочтительно от примерно 90 мм водяного столба до примерно 110 мм водяного столба и наиболее предпочтительно от примерно 100 мм до примерно 130 мм водяного столба.
В предпочтительном варианте вторая секция 72 имеет во входном (по потоку) конце 5 электронной сигареты 60 входное отверстие 45 для воздуха достаточного размера для обеспечения правильной работы датчика 16 потока воздуха, расположенного поблизости. Всасывающее воздействие на вставленный в обращенный ко рту курильщика конец сигареты 60 мундштук 8 передается входному отверстию 45 для воздуха через центральные каналы в анодном штырьке 47с первой секции 70 и анодном соединительном штырьке 47b второй секции 72 и через пространство 13 между батарейкой (или аккумулятором) 1 и корпусом второй секции 72. Размеры входного отверстия 45 для воздуха таковы, что расход воздуха через это отверстие ниже расхода воздуха через входные отверстия 44, 44' для воздуха, так что влияние отверстия 45 на сопротивление RTD минимизировано и обеспечена стабильность этого сопротивления RTD. Например, каждое входное отверстие 44, 44' для воздуха может иметь ширину меньше 2,0 мм и длину меньше 1,5 мм.
Предпочтительно, носовой участок 93 выходного (по потоку воздуха) уплотнительного кольца 10 вставлен в выходной (по потоку) концевой участок 81 внутренней трубки 62. Наружная периферийная поверхность 82 уплотнительного кольца 10 образует практически непроницаемое для жидкости уплотнение вместе с внутренней поверхностью 97 наружного корпуса 6. Выходное (по потоку) уплотнительное кольцо 10 имеет центральный канал 93, расположенный между центральным каналом 21 внутренней трубки 62 и внутренним пространством мундштука 8 и передающий аэрозоль из центрального канала 21 к мундштуку 8.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения область 22 источника жидкости расположена во внешней кольцевой области между внутренней трубкой 62 и наружной трубкой 6, и между уплотнительными кольцами 10 и 15. Таким образом, область 22 источника жидкости по меньшей мере частично окружает центральный воздушный канал 21. Область 22 источника жидкости содержит жидкий материал и в качестве опции может содержать компонент для хранения жидкого материала.
Предпочтительно, компонент для хранения жидкого материала представляет собой волокнистый материал, содержащий хлопок, полиэтилен, полиэфир, искусственное волокно и сочетания этих материалов. Предпочтительно, волокна имеют диаметр размером от примерно 6 мкм до примерно 15 мкм (например, от примерно 8 мкм до примерно 12 мкм или от примерно 9 мкм до примерно 11 мкм). Компонент для хранения жидкого материала может быть выполнен из спеченного, пористого или губчатого материала. Также предпочтительно, чтобы размер волокон не позволял их вдохнуть, а поперечное сечение имело y-образную форму, крестообразную форму, форму клевера или любую другую подходящую форму. В одном варианте компонент для хранения жидкости может представлять собой обмотку из хлопковой марли или другого волокнистого материала вокруг внутренней трубки 62. В альтернативном варианте область 22 источника жидкости может представлять собой заполненный жидкостью резервуар, не имеющий волокнистого компонента для хранения жидкости, а содержащий только жидкий материал.
Также предпочтительно, чтобы температура кипения жидкого материала позволяла использовать его в электронной сигарете 60. Если температура кипения слишком высока, фитильный нагревательный элемент 14 не сможет должным образом испарять жидкость. Если температура кипения слишком низкая, жидкость может испаряться, даже когда фитильный нагревательный элемент 14 не активирован.
Предпочтительно, в состав жидкого материала входят компоненты, содержащие табак, и в том числе летучие соединения с запахом табака, выделяющиеся из жидкости при нагревании. Жидкость может также представлять собой материал, содержащий летучие соединения с запахом табака, или никотинсодержащий материал. Альтернативно или дополнительно, жидкость может содержать материалы без табака и/или без никотина. Например, жидкость может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Предпочтительно, жидкость также содержит вещество для образования аэрозоля. Такими веществами для образования аэрозоля являются, например, глицерин и пропиленгликоль.
В процессе использования жидкий материал поступает из области 22 источника жидкости и/или компонента для хранения жидкости через фитильный нагревательный элемент 14, который содержит по меньшей мере один участок 140 для капиллярного всасывания жидкости и нагреваемый участок 141. В предпочтительном варианте фитильный нагревательный элемент 14 содержит два всасывающих участка 140 и нагреваемый участок 141, расположенный между участками 140. Также предпочтительно, всасывающий участок 140 и нагреваемый участок 141 выполнены как единое целое из одного материала. Предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 15 изготовлен из графитовой или углеродной пены (обобщенно «пористый углерод»), например, PocoFoam®, который можно приобрести в компании Росо Graphite, Inc. из города Decatur, Texas. Предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 14 не является керамическим.
Предпочтительно, графитовая пена выполнена из чистого графита или графита с низким содержанием примесей - меньше 0,01% и более предпочтительно меньше 0,001%. Предпочтительно, пена устойчива к окислению в атмосфере кислорода по меньшей мере до 400°C. Пена предпочтительно имеет плотность от примерно 0,1 г/см3 до примерно 1,0 г/см3, предпочтительно примерно 0,5 г см3. Предпочтительно, пена имеет теплоемкость от примерно 0,5 Дж/(г⋅К) до примерно 1,0 Дж/(г⋅К), предпочтительно примерно 0,7 Дж/(г⋅К). Кроме того, пена предпочтительно имеет высокую открытую пористость по меньшей мере примерно 90%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 95%. Под открытой пористостью понимают часть общего объема пор, через которую протекает жидкость, поскольку поры соединены одна с другими. Пена предпочтительно также имеет общую пористость по меньшей мере примерно 70%, более предпочтительно примерно 75%. Высокая открытая пористость позволяет фитильному нагревательному элементу 14 удерживать большой объем жидкости, которая может перемещаться сквозь пену по порам. Пена имеет высокую теплопроводность, низкую плотность и малую массу. Предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 14 служит и компонентом для капиллярного всасывания жидкости, и нагревательным элементом. Таким образом, фитильный нагревательный элемент 14 является предпочтительно цельной (интегральной) структурой, так что нет необходимости в отдельных фитиле и нагревателе. Кроме того, фитильный нагревательный элемент 14 прост и недорог в изготовлении по сравнению с электронными сигаретами, содержащими отдельные нагреватели и фитили. Кроме того, инертная углеродная или графитовая пена может предотвратить каталитические реакции и образование нежелательных продуктов реакции жидкости при повышенных температурах, например, альдегидов.
Как показано на Фиг. 2 и 3, фитильный нагревательный элемент 14 выполнен из графитовой или углеродной пены. Пена имеет высокую теплопроводность, поэтому жидкость может испаряться при меньшей мощности питания, что сберегает энергию батарейки и продлевает срок службы электронной сигареты по сравнению с электронными сигаретами, в которых используются отдельные нагреватель и фитиль, изготовленные из различных материалов.
Фитильный нагревательный элемент 14 имеет произвольную нужную форму, например, форму стержня (Фиг. 5), спирали, блока, цилиндра или ленты. Предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 14 имеет по существу жесткую структуру. Кроме того, элемент в форме стержня или ленты может иметь прямую, изогнутую или другую конфигурацию, подходящую для размещения в электронной сигарете.
Например, фитильный нагревательный элемент 14 может иметь U-образную форму, когда нагреваемый участок 141 имеет практически прямолинейную форму, а всасывающие участки 140 проходят вверх или вниз в область 22 источника жидкости через противоположные прорези в стенке внутренней трубки 62, как показано на Фиг. 3. Прорези имеют достаточно большие размеры, чтобы сквозь них проходил фитильный нагревательный элемент 14. Однако для размещения фитильного нагревательного элемента 14 неправильной формы можно выполнить разрез в каждой стороне внутренней трубки 62, проходящий от ее края к каждой прорези. Вводя со скольжением через разрезы, фитильный нагревательный элемент 14 можно установить в прорези так, чтобы этот элемент 14 проходил через центральный воздушный канал 21 и в область 22 источника жидкости.
Предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 14 имеет практически постоянное сечение по меньшей мере вдоль нагреваемого участка 141 элемента 14, что способствует равномерному нагреванию. Альтернативно, фитильный нагревательный элемент 14 может иметь сечение, изменяющееся по длине для изменения профиля нагревания фитильного нагревательного элемента 14.
Как показано, фитильный нагревательный элемент 14 может выступать через центральный канал 21 между противоположными участками области 22 источника жидкости и далее в область 22 источника жидкости. Таким образом, всасывающие участки 140 на каждом конце фитильного нагревательного элемента 14 проходят через прорези во внутренней трубке 62 в область 22 источника жидкости, чтобы жидкость по фитилю поступала в нагреваемый участок 141 фитильного нагревательного элемента 14, находящийся в пределах центрального воздушного канала 21. По наружной поверхности внутренней трубки может скользить закрывающее кольцо, чтобы по существу перекрывать остатки открытого пространства, образованного между элементом нагреватель-фитиль и прорезью, как описано в поданной 14 января 2013 Заявке на выдачу патента США No. 2013/0192619, все содержание которой включено сюда посредством ссылки.
Электрические выводы 26 присоединены непосредственно к выбранным участкам фитильного нагревательного элемента 14, как показано на фиг. 3 и 4. Поскольку пена имеет низкий коэффициент теплового расширения, ее размеры стабильны, так что можно ввести электрические выводы 26 в пену без необходимости обычной или твердой пайки. Альтернативно, электрические выводы 26 могут быть присоединены к фитильному нагревательному элементу 14 посредством твердой или обычной пайки. В результате присоединения электрических выводов 26 к фитильному нагревательному элементу электрический ток в цикле нагрева течет («направлен») через нагреваемый участок 141. Таким образом, напряжение поступает от источника питания на нагреваемый участок 141, при этом жидкий материал на нагреваемом участке 141 нагревается до температуры, достаточной для по меньшей мере частичного испарения жидкости и образования аэрозоля.
В предпочтительном варианте фитильный нагревательный элемент 14 имеет плоскую форму длиной в диапазоне от примерно 10 мм до примерно 15 мм, предпочтительно примерно 12 мм или меньше, и шириной в диапазоне от примерно 0,5 мм до примерно 2,0 мм, предпочтительно примерно 1,5 мм или меньше. Альтернативно, фитильный нагревательный элемент 14 имеет форму стержня или цилиндрическую форму длиной в диапазоне примерно 10 мм до примерно 15 мм, предпочтительно примерно 12 мм или меньше, и диаметром в диапазоне примерно 0,5 мм до примерно 2,0 мм, предпочтительно примерно 1,5 мм или меньше. Предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 14 расположен в электронной сигарете поперечно. В других вариантах возможны другие ориентации.
Также предпочтительно, фитильный нагревательный элемент 14 имеет электрическое сопротивление в диапазоне от примерно 0,3 Ом до примерно 10 Ом, более предпочтительно от примерно 0,8 Ом до примерно 5,0 Ом, и еще более предпочтительно примерно 4,0 Ом или меньше.
Кроме того, жидкость может втягиваться в поры графитовой пены, из которой сформирован фитильный нагревательный элемент 14. Таким образом, жидкость перемещается вдоль фитильного нагревательного элемента от всасывающего участка 140 к нагреваемому участку 141 через поры.
Предпочтительно, жидкий материал в области 22 источника жидкости защищен от кислорода (поскольку кислород не может обычно поступать в область 22 источника жидкости через фитильный нагревательный элемент 14). Жидкий материал также защищен от света, чтобы значительно уменьшить риск ухудшения качеств жидкого материала. Таким образом, увеличивается срок службы и сохраняется чистота жидкости.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения размеры и конфигурация области 22 источника позволяют сохранять достаточное количество жидкого материала, чтобы электронную сигарету 60 можно было курить в течение по меньшей мере примерно 200 с, предпочтительно по меньшей мере примерно 250 с, более предпочтительно по меньшей мере 300 с и наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 350 с. Таким образом, область 22 источника жидкости эквивалентна примерно одной пачке традиционных сигарет. Кроме того, электронная сигарета 60 может быть выполнена так, чтобы каждая затяжка продолжалась не более примерно 5 с.
Как показано на Фиг. 2, первая секция 70 может содержать мундштук 8, имеющий по меньшей мере два расходящихся выходных отверстия 24 (например, 3, 4, 5 или больше, предпочтительно 2-10 расходящихся отверстий или больше, более предпочтительно 6-8 расходящихся отверстий, наиболее предпочтительно 2-6 расходящихся отверстий или 4 расходящихся отверстий). Предпочтительно, расходящиеся отверстия 24 расположены вне оси и отклонены наружу от центрального канала 21 внутренней трубки 62 (то есть, в разных направлениях). Также предпочтительно, мундштук (или элемент для направления потока) 8 имеет расходящиеся отверстия 24, равномерно распределенные по периметру мундштука 8 для по существу равномерного распространения аэрозоля в мундштуке курильщика во время использования электронной сигареты и создания во рту более полных ощущений от курения. Таким образом, аэрозоль поступает в мундштук курильщика, и расходится в разных направлениях для создания более полных ощущений от курения. Напротив, в электронных сигаретах, имеющих одно осевое отверстие, аэрозоль направляется в виде одной струи с высокой скоростью к более ограниченной области во рту курильщика.
Кроме того, расходящиеся отверстия 24 расположены так и имеют такие внутренние поверхности 83, что капли не превратившегося в аэрозоль жидкого материала, если таковые есть и если они захвачены потоком аэрозоля, ударяются о внутренние поверхности 83 мундштука 8 и/или об участки стенок 305, ограничивающих расходящиеся отверстия 24. В результате такие капли практически устраняются из потока или разрушаются, усиливая поток аэрозоля.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения расходящиеся отверстия 24 отклонены под углом от примерно 5° до примерно 60° от продольной оси наружной трубки 6 для более полного распространения аэрозоля во рту курильщика при использовании электронной сигареты и для удаления капель. В предпочтительном варианте четыре расходящихся отверстия 24 имеют угол отклонения от продольной оси наружной трубки 6 от примерно 40° до примерно 50°, более предпочтительно от примерно 40° до примерно 45° и наиболее предпочтительно примерно 42°.
Предпочтительно, каждое расходящееся отверстие 24 имеет диаметр в пределах от примерно 0,015 дюйма до примерно 0,090 дюйма (например, от примерно 0,020 дюйма до примерно 0,040 дюйма или примерно 0,028 дюйма до примерно 0,038 дюйма). При необходимости размеры расходящихся отверстий 24 и количество этих расходящихся отверстий 24 могут быть выбраны с целью подбора сопротивления всасыванию (RTD) в электронной сигарете 60, если нужно.
Мундштук 8 может быть закреплен заодно внутри трубки 6 картриджа 70. Более того, мундштук 8 может быть выполнен из полимера, выбранного из группы, содержащей полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, поливинилхлорид, полиарилэфирэфиркетон (РЕЕК) или из сочетания этих материалов. По желанию мундштук 8 может быть также окрашен.
В предпочтительном варианте источник 1 питания содержит батарейку, расположенную в электронной сигарете 60 так, что анод 47а находится на входной стороне (по потоку) относительно катода 49а. Анодный штырек 47b в составе второй секции 72 предпочтительно контактирует с анодом 47а батарейки.
Более конкретно, электрическое соединение между анодом 47а батарейки 1 и фитильным нагревательным элементом 14 в первой секции 70 установлено через анодный соединительный штырек 47b батарейки во второй секции 72 электронной сигареты 60, анодный штырек 47с секции 70 и электрический вывод 47d, соединяющий бортик анодного соединительного штырька 47с с фитильным нагревательным элементом 14. Аналогично, электрическое соединение между катодом 49а батарейки 1 и другим выводом фитильного нагревательного элемента 14 установлено через резьбовое соединение 205 между катодным соединительным элементом 49b во второй секции 72 и катодным соединительным элементом 37 в первой секции 70, затем через электрический вывод 49с, который электрически соединяет элемент 37 с противоположным выводом фитильного нагревательного элемента 14.
В качестве батарейки может использоваться литий-ионная батарейка или один из ее вариантов, например полимерная литий-ионная батарейка. Альтернативно, батарейка может быть никель-металлогидридной батарейкой, никель-кадмиевой батарейкой, литий-марганцевой батарейкой, литий-кобальтовой батарейкой или топливным элементом. В этом случае предпочтительно электронная сигарета 60 используется курильщиком до израсходования энергии источника питания или, в случае литиевой полимерной батарейки, до достижения минимального уровня отсечки напряжения.
Альтернативно, источник питания 1 может быть перезаряжаемым и иметь электрическую схему для заряда аккумулятора от внешнего зарядного устройства. В этом случае, предпочтительно электрическая схема, будучи заряженной, отдает энергию для заданного количества затяжек, после чего электрическая схема должна быть снова подключена к внешнему зарядному устройству. Для перезаряда электронной сигареты 60 может использоваться зарядное устройство с USB-портом или другое подходящее зарядное устройство.
Предпочтительно, электронная сигарета 60 содержит также схему управления, имеющую датчик 16 потока воздуха. Датчик 16 потока воздуха воспринимает снижение давления воздуха и инициирует подачу напряжения от источника питания 1 к фитильному нагревательному элементу 14. Как показано на Фиг. 2, схема управления может также содержать световой индикатор 48 активизации нагревателя, светящийся, когда нагреваемый участок 141 фитильного нагревательного элемента 14 включен. Предпочтительно, световой индикатор 48 активизации нагревателя содержит светодиод и расположен во входном (по потоку) конце электронной сигареты 60, при этом световой индикатор 48 активизации нагревателя выглядит во время затяжки, как тлеющий уголек. Далее, световой индикатор 48 активизации нагревателя может быть расположен в зоне видимости курильщика. Кроме того, световой индикатор 48 активизации нагревателя может быть использован для системной диагностики курительного устройства или индикации перезарядки. Световой индикатор 48 может быть выполнен так, чтобы курильщик мог включить и/или выключить этот световой индикатор 48 для скрытности, так что световой индикатор 48 не будет работать, если нужно.
Предпочтительно, по меньшей мере одно входное отверстие 45 для воздуха (Фиг. 1) расположено вблизи датчика 16 потока воздуха так, что датчик 16 потока воздуха воспринимает поток воздуха, указывающий на то, что курильщик сделал затяжку, и включает источник питания 1 и световой индикатор 48 активизации нагревателя для индикации, что нагреваемый участок 141 фитильного нагревательного элемента 14 работает.
Схема управления предпочтительно объединена с датчиком 16 потока воздуха и подает энергию в фитильный нагревательный элемент 14 по сигналу датчика 16 потока воздуха, предпочтительно с использованием ограничения максимального периода времени.
Альтернативно, схема управления может включать в себя переключатель, вручную управляемый курильщиком для инициирования затяжки. Период времени подачи тока в фитильный нагревательный элемент можно задать заранее в зависимости от количества жидкости, которое нужно испарить. Альтернативно, схема может подавать энергию в фитильный нагревательный элемент 14, пока датчик 16 потока воздуха воспринимает пониженное давление.
Предпочтительно, включенный фитильный нагревательный элемент 14 нагревает и испаряет контактирующую с ним жидкость меньше чем за примерно 10 с, более предпочтительно меньше, чем за примерно 7 с. Таким образом, продолжительность цикла питания (или максимальная продолжительность затяжки) может составлять от примерно 2 с до примерно 10 с (например, от примерно 3 с до примерно 9 с, от примерно 4 с до примерно 8 с или от примерно 5 с до примерно 7 с).
Когда слово «примерно» используется в настоящем описании в сочетании с числовой величиной, оно означает, что фактическое значение этой величины находится в пределах поля допуска ±10% от указанного значения. Кроме того, если в настоящем описании упоминаются проценты, речь идет о процентах по массе, т.е. массовых процентах.
Кроме того, когда слова «как правило» и «по существу» используются в связи с указанием геометрической формы, это означает, что здесь не требуется точного соответствия указанной форме, так что в объем изобретения попадает некий диапазон форм, аппроксимирующих указанную форму. Когда слова «как правило» и «по существу» используются с геометрическими терминами, они охватывают не только признаки, отвечающие строгим определениям, но и признаки, в достаточной степени приблизительно соответствующие таким строгим определениям.
Теперь легко видеть, что новая усовершенствованная и неочевидная электронная сигарета охарактеризована в настоящем описании достаточно подробно для понимания рядовым специалистом. Кроме того, для специалистов должно быть очевидно, что возможны многочисленные модификации, изменения, замены и эквиваленты для признаков электронной сигареты, не отклоняющиеся значительно от существа и объема изобретения. Таким образом, все такие модификации, изменения, замены и эквиваленты, находящиеся в пределах существа и объема изобретения, охвачены прилагаемой формулой.
1. Электронное изделие для выработки пара, содержащее
область источника жидкости для хранения жидкого материала;
цельный фитильный нагревательный элемент из пористого углерода, сообщающийся с областью источника жидкости и включающий в себя нагреваемый участок и по меньшей мере один всасывающий участок, при этом
цельный фитильный нагревательный элемент выполнен с возможностью перемещения жидкого материала из области источника жидкости через по меньшей мере один всасывающий участок к нагреваемому участку посредством пор в пористом углероде;
по меньшей мере один всасывающий участок заходит в область источника жидкости;
пористый углерод имеет содержание примесей менее 0,01% и обладает теплоемкостью в диапазоне от 0,5 до 1 Дж/(г·К).
2. Электронное изделие по п. 1, в котором цельный фитильный нагревательный элемент (14) выполнен в форме ленты или стержня длиной примерно от 10 мм до 15 мм и шириной примерно от 0,5 мм до 2,0 мм.
3. Электронное изделие по п. 1, дополнительно содержащее два электрических вывода, соединенных с цельным фитильным нагревательным элементом, при этом нагреваемый участок образован между указанными двумя электрическими выводами.
4. Электронное изделие по п. 1, дополнительно содержащее центральный воздушный канал, в котором расположен нагреваемый участок.
5. Электронное изделие по п. 1, содержащее
наружную трубку, проходящую в продольном направлении; и
расположенную в наружной трубке внутреннюю трубку, при этом
наружная и внутренняя трубки ограничивают межу собой кольцевое пространство, в котором находится область источника жидкости;
внутренняя трубка ограничивает центральный воздушный канал и имеет пару противоположных прорезей, через которые проходит цельный фитильный нагревательный элемент;
нагреваемый участок фитильного нагревательного элемента проходит через центральный воздушный канал.
6. Электронное изделие по п. 1, в котором цельный фитильный нагревательный элемент имеет форму стержня, или спирали, или блока, или цилиндра, или ленты.
7. Электронное изделие по п. 1, в котором цельный фитильный нагревательный элемент является жестким.
8. Электронное изделие по п. 1, в котором цельный фитильный нагревательный элемент имеет U-образную форму.
9. Электронное изделие по п. 1, в котором поперечное сечение цельного фитильного нагревательного элемента по существу постоянно по длине нагреваемого участка.
10. Электронное изделие по п. 1, в котором поперечное сечение цельного фитильного нагревательного элемента изменяется по длине.
11. Электронное изделие по п. 1, в котором содержание примесей в пористом углероде примерно меньше чем 0,001%.
12. Электронное изделие по п. 1, в котором пористый углерод устойчив к окислению в атмосфере кислорода по меньшей мере до 400°C.
13. Электронное изделие по п. 1, в котором пористый углерод имеет плотность примерно от 0,1 до 1 г/см3.
14. Электронное изделие по п. 1, в котором пористый углерод имеет открытую пористость по меньшей мере 95% и общую пористость по меньшей мере 75%.
15. Электронное изделие по п. 1, в котором пористый углерод представляет собой графитовую пену или углеродную пену.
16. Электронное изделие по п. 1, содержащее схему управления, соединенную с цельным фитильным нагревательным элементом и включающую в себя датчик потока воздуха, при этом схема выполнена с возможностью подачи энергии на цельный нагревательный фитильный элемент при определении датчиком пониженного давления или при управлении вручную.
17. Электронное изделие по п. 5, в котором два всасывающих участка, расположенных на противоположных концах цельного фитильного нагревательного элемента, заходят в область источника жидкости, а нагреваемый участок проходит так, что пересекает продольное направление.
18. Электронное изделие по п. 1, в котором пористый углерод обладает электрическим сопротивлением от 0,3 до 10 Ом.
19. Способ образования пара в электронном изделии для выработки пара, содержащий этапы, на которых:
подают жидкий материал из области источника жидкости в центральный воздушный канал посредством цельного фитильного нагревательного элемента, выполненного из пористого углерода и включающего в себя нагреваемый участок и по меньшей мере один всасывающий участок, при этом пористый углерод имеет содержание примесей менее 0,01% и обладает теплоемкостью в диапазоне от 0,5 до 1 Дж/(г·К), по меньшей мере один всасывающий участок заходит в область источника жидкости, а нагреваемый участок расположен в центральном воздушном канале за пределами области источника жидкости;
пропускают электрический ток через нагреваемый участок цельного фитильного нагревательного элемента для испарения жидкого материала.
20. Способ по п. 19, в котором во время пропускания электрического тока при управлении вручную или при определении датчиком пониженного давления используют управляющую схему для управления подачей энергии на цельный фитильный нагревательный элемент.
