Устройство для доставки аэрозоля, содержащее основанный на давлении механизм доставки аэрозоля
Изобретение относится к устройствам для доставки аэрозоля, таким как курительные изделия; в частности, к устройствам для доставки аэрозоля, которые используют генерируемое электрическим способом тепло для получения аэрозоля. Устройство для доставки аэрозоля содержит: управляющий корпус; картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля и выполненный с возможностью приема потока воздуха; распылитель, содержащий камеру и нагревательный элемент, расположенный в указанной камере; и регулятор давления, выполненный с возможностью управления выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем, причем распылитель выполнен с возможностью нагревания композиции предшественника аэрозоля, принятой из резервуара, посредством прямого контакта с нагревательным элементом для создания аэрозоля в камере, причем аэрозоль выходит из камеры до его добавления к потоку воздуха. Техническим результатом изобретения является создание устройства для доставки аэрозоля с усовершенствованной функциональностью и усовершенствование доставки композиции предшественника аэрозоля к распылителю. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится устройствам для доставки аэрозоля, такими как курительные изделия; в частности, к устройствам для доставки аэрозоля, которые используют генерируемое электрическим способом тепло для получения аэрозоля (например, курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Предложены устройства для доставки аэрозоля, содержащие механизмы для доставки композиции предшественника аэрозоля к распылителю. Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагревания предшествующего аэрозолю продукта, содержащего материалы, которые выработаны или получены из табака или другого табакосодержащего материала, и способного к испарению для формирования пригодного для вдыхания аэрозоля для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных изделий в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, которые требуют сжигания табака для использования. Множество из таких устройств специально выполнены для создания ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые следуют из горения табака. С этой целью предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, в которых используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего материала или создания ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в существенной степени. См., например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства для доставки аэрозоля и источники для генерации тепла, описанные в патенте США №7,726,320 (Robinson и др.), а также патентных публикациях США №№2013/0255702 (Griffith, Jr. и др.) и 2014/0096781 (Sears и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящую заявку. См. также, например, различные типы курительных изделий, устройств для доставки аэрозоля и питаемых электрическим способом источников для генерации тепла, на которые по брендовым товарным знакам и источникам продажи приведена ссылка в патентной заявке США №14/170,838, поданной 3 февраля 2014 (Bless и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку.
[0003] Тем не менее, может быть желательным создание устройств для доставки аэрозоля с усовершенствованной функциональностью. В этом отношении, может быть желательным усовершенствование доставки композиции предшественника аэрозоля к распылителю.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Настоящее изобретение относится к системам для доставки аэрозоля. Такие системы имеют способность генерировать аэрозоль в результате тепла, выработанного источниками электроэнергии, и доставлять указанный аэрозоль, который предназначен для втягивания ртом пользователя. Особенно интересными являются системы для доставки аэрозоля, которые обеспечивают компоненты табака в такой аэрозольной форме, в которой они доставляются пользователям устройствами, обычно известными или охарактеризованными как электронные сигареты. Используемый в настоящей заявке термин "аэрозоль" предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться "подобной дыму".
[0005] Предложены различные варианты реализации механизмов для доставки композиции предшественника аэрозоля к распылителю. Эти механизмы могут содержать насосы, осуществляющие пассивно вызываемую затяжкой доставку композиции предшественника аэрозоля, резервуары с композицией предшественника аэрозоля под давлением, головки для каплеструйного распыления и другие механизмы, как описано ниже.
[0006] Согласно одному аспекту предложено устройство для доставки аэрозоля. Устройство для доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус и картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля. Картридж может быть выполнен с возможностью приема потока воздуха из управляющего корпуса. Устройство для доставки аэрозоля может дополнительно содержать распылитель, содержащий нагревательный элемент. Кроме того, устройство для доставки аэрозоля может содержать регулятор давления, выполненный с возможностью управления выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем. Распылитель может быть выполнен с возможностью нагревания композиции предшественника аэрозоля, принятой из резервуара, для добавления аэрозоля к потоку воздуха.
[0007] Согласно некоторым вариантам реализации первое давление в резервуаре может быть больше, чем давление окружающей среды. Регулятор давления может содержать клапан, выполненный с возможностью выборочного высвобождения композиции предшественника аэрозоля из резервуара. Устройство для доставки аэрозоля может дополнительно содержать датчик расхода, и клапан может быть выполнен с возможностью активации в ответ на сигнал от датчика расхода.
[0008] Согласно некоторым вариантам реализации картридж может содержать клапан и распылитель. Согласно еще одному варианту реализации управляющий корпус может содержать клапан и распылитель. Управляющий корпус может содержать соединитель, и картридж может содержать основание. Клапан может сообщаться по текучей среде с резервуаром, когда соединитель управляющего корпуса соединен с основанием картриджа.
[0009] Согласно некоторым вариантам реализации первое давление в резервуаре может быть по существу равным давлению окружающей среды. Регулятор давления может содержать ограничитель потока, выполненный с возможностью создания перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем. Управляющий корпус может содержать ограничитель потока. Ограничитель потока может содержать одно или более дроссельных отверстий.
[0010] Согласно некоторым вариантам реализации резервуар может содержать мешок с композицией предшественника аэрозоля. Распылитель может дополнительно содержать трубку для доставки текучей среды, выполненную с возможностью доставки композиции предшественника аэрозоля из резервуара к нагревательному элементу во время применения перепада давлений, причем в противном случае трубка препятствует потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу. Распылитель может образовать камеру, и нагревательный элемент может быть расположен в указанной камере.
[0011] Согласно дополнительному аспекту предложен способ генерирования аэрозоля в устройстве для доставки аэрозоля. Способ может включать направление потока воздуха из управляющего корпуса через картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля, управление выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, содержащему нагревательный элемент, на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем, и нагревание композиции предшественника аэрозоля, выданной из резервуара, с помощью нагревательного элемента для добавления аэрозоля к потоку воздуха.
[0012] Согласно некоторым вариантам реализации первое давление в резервуаре может быть больше, чем давление окружающей среды. Кроме того, управление выдачей композиции предшественника аэрозоля может включать выборочный выпуск композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана. Способ может дополнительно включать обнаружение потока воздуха с помощью датчика расхода. Управление выдачей композиции предшественника аэрозоля может включать активацию клапана в ответ на сигнал от датчика расхода. Выборочный выпуск композиции предшественника аэрозоля из резервуара с клапаном может включать направление композиции предшественника аэрозоля из резервуара в картридже посредством клапана в управляющем корпусе.
[0013] Согласно некоторым вариантам реализации внутреннее давление в резервуаре может быть по существу равным давлению окружающей среды. Управление выдачей композиции предшественника аэрозоля может включать создание перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем с помощью ограничителя потока. Способ может дополнительно включать доставку композиции предшественника аэрозоля через трубку для доставки текучей среды к нагревательному элементу во время применения перепада давлений и в противном случае препятствование потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу. Управление выдачей композиции предшественника аэрозоля может включать направление композиции предшественника аэрозоля в камеру распылителя, в который расположен нагревательный элемент.
[0014] Изобретение включает помимо прочего следующие варианты реализации.
[0015] Вариант 1 реализации: Устройство для доставки аэрозоля, содержащее:
управляющий корпус;
картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля и выполненный с возможностью приема потока воздуха из управляющего корпуса;
распылитель, содержащий нагревательный элемент; и
регулятор давления, выполненный с возможностью управления выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем,
при этом распылитель выполнен с возможностью нагревания композиции предшественника аэрозоля, принятой из резервуара, для добавления аэрозоля к потоку воздуха.
[0016] Вариант 2 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором первое давление в резервуаре больше, чем давление окружающей среды.
[0017] Вариант 3 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором регулятор давления содержит клапан, выполненный с возможностью выборочного высвобождения композиции предшественника аэрозоля из резервуара.
[0018] Вариант 4 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, дополнительно содержащее датчик расхода, причем указанный клапан выполнен с возможностью активации в ответ на сигнал от датчика расхода.
[0019] Вариант 5 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором картридж содержит клапан и распылитель.
[0020] Вариант 6 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором управляющий корпус содержит клапан и распылитель.
[0021] Вариант 7 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором управляющий корпус содержит соединитель, и картридж содержит основание, причем клапан сообщается по текучей среде с резервуаром, когда соединитель управляющего корпуса соединен с основанием картриджа.
[0022] Вариант 8 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором первое давление в резервуаре по существу равно давлению окружающей среды.
[0023] Вариант 9 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором регулятор давления содержит ограничитель потока, выполненный с возможностью создания перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем.
[0024] Вариант 10 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором управляющий корпус содержит ограничитель потока.
[0025] Вариант 11 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором ограничитель потока содержит одно или более дроссельных отверстий.
[0026] Вариант 12 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором резервуар содержит мешок с композицией предшественника аэрозоля.
[0027] Вариант 13 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором распылитель дополнительно содержит трубку для доставки текучей среды, выполненную с возможностью доставки композиции предшественника аэрозоля из резервуара к нагревательному элементу во время применения перепада давлений, причем в противном случае трубка препятствует потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу.
[0028] Вариант 14 реализации: Устройство для доставки аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором распылитель образует камеру, и нагревательный элемент расположен в указанной камере.
[0029] Вариант 15 реализации: Способ генерирования аэрозоля в устройстве для доставки аэрозоля, включающий:
направление потока воздуха из управляющего корпуса через картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля,
управление выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, содержащему нагревательный элемент, на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем, и
нагревание композиции предшественника аэрозоля, выданной из резервуара, с помощью нагревательного элемента для добавления аэрозоля к потоку воздуха.
[0030] Вариант 16 реализации: Способ по любому предшествующему или последующему варианту реализации, согласно которому первое давление в резервуаре больше чем давление окружающей среды, и
причем управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает выборочный выпуск композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана.
[0031] Вариант 17 реализации: Способ по любому предшествующему или последующему варианту реализации, дополнительно включающий обнаружение потока воздуха с помощью датчика расхода,
причем управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает активацию клапана в ответ на сигнал от датчика расхода.
[0032] Вариант 18 реализации: Способ по любому предшествующему или последующему варианту реализации, согласно которому выборочное высвобождение композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана включает направление композиции предшественника аэрозоля из резервуара в картридже посредством клапана в управляющем корпусе.
[0033] Вариант 19 реализации: Способ по любому предшествующему или последующему варианту реализации, согласно которому внутреннее давление в резервуаре по существу равно давлению окружающей среды, и
причем управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает создание перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем с помощью ограничителя потока.
[0034] Вариант 20 реализации: Способ по любому предшествующему или последующему варианту реализации, дополнительно включающий доставку композиции предшественника аэрозоля через трубку для доставки текучей среды к нагревательному элементу во время применения перепада давлений и в противном случае препятствование потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу.
[0035] Вариант 21 реализации: Способ по любому предшествующему или последующему варианту реализации, согласно которому управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает направление композиции предшественника аэрозоля к камере распылителя, в которой расположен нагревательный элемент.
[0036] Эти и другие особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более описанных выше вариантов реализации, а также комбинации любых двух, трех, четырех или более особенностей или элементов, сформулированных в данном настоящем изобретении, независимо от того, комбинированы или не комбинированы такие особенности или элементы явно в конкретном описании варианта реализации в настоящей заявке. Настоящее изобретение предназначено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отделимые особенности или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и вариантов реализации должны считаться как предназначенные для соединения, если контекст явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0037] После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые не обязательно являются масштабированными, и на которых:
[0038] ФИГ. 1 показывает покомпонентное изображение управляющего корпуса согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения;
[0039] ФИГ. 2 показывает перспективный вид в разрезе устройства для доставки аэрозоля, содержащего мешок, заполненный композицией предшественника аэрозоля, который выполнен с возможностью пассивной выдачи композиции предшественника аэрозоля во время затяжки согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения;
[0040] ФИГ. 3 показывает увеличенный перспективный вид в разрезе устройства для доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 2, изображающий поток воздуха, протекающего через него, согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения;
[0041] ФИГ. 4 показывает увеличенный перспективный вид в разрезе устройства для доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 2, изображающий высвобождение композиции предшественника аэрозоля из мешка и направление ее к распылителю согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения;
[0042] ФИГ. 5 показывает перспективный вид в разрезе устройства для доставки аэрозоля, содержащего клапан и резервуар под избыточным давлением, заполненный композицией предшественника аэрозоля, согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения;
[0043] ФИГ. 6 показывает перспективный вид в разрезе устройства для доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 5, изображающий поток воздуха через него, согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения;
[0044] ФИГ. 7 показывает увеличенный перспективный вид в разрезе устройства для доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 5, изображающий клапан, дозирующий композицию предшественника аэрозоля к распылителю согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения; и
[0045] ФИГ. 8 показывает блок-схему способа генерирования аэрозоля с помощью устройства для доставки аэрозоля, включающего в себя выдачу композиции предшественника аэрозоля с перепадом давлений.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СОГЛАСНО ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫМ ВАРИАНТАМ ВЫПОЛНЕНИЯ
[0046] Изобретение далее будет подробно описано со ссылкой на приведенные в качестве примера варианты его реализации. Эти приведенные в качестве примера варианты реализации описаны таким образом, что настоящее изобретение будет представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема специалистам. Следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящей заявке; скорее эти варианты реализации представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. Используемые в описании и в приложенной формуле формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не утверждает иное.
[0047] Как описано ниже, варианты реализации настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля, устройствам и компонентам для доставки. Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению используют электроэнергию для нагревания материала (предпочтительно без воспламенения материала в любой существенной степени) для формирования пригодного для вдыхания вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются в достаточной степени компактными, чтобы считаться переносными устройствами. Таким образом, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к вырабатыванию дыма в том смысле, что аэрозоль не является результатом преимущественно побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование указанных предпочтительных систем приводит к вырабатыванию паров, являющихся следствием улетучивания или испарения некоторых встроенных в них компонентов. Согласно предпочтительным вариантам реализации компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, и эти электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и, следовательно, доставляют полученные из табака компоненты в форме аэрозоля.
[0048] Генерирующие аэрозоль части некоторых предпочтительных систем доставки аэрозоля могут вызывать различные ощущения (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, типы вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные стимулы, такие как созданные видимым аэрозолем, и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки фактически без сгорания в любой существенной степени любого компонента этого изделия. Например, пользователь генерирующей аэрозоль части согласно настоящему изобретению может удерживать и использовать эту часть почти также, как курильщик использует курительное изделие традиционного типа, втягивать воздух из одного конца этой части для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этой частью, и делать затяжки с выбранными интервалами времени, и т.п.
[0049] Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как подходящие изготавливающие пар изделия или изделия для доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для обеспечения одного или большего количества веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е., вещество, которое находится в газовой фазе при температуре, которая ниже, чем ее критическая точка). Согласно другому варианту реализации пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е., взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе).
[0050] Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению в наиболее предпочтительном варианте реализации содержат некоторую комбинацию источника энергии (т.е., источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования электропитания, управления электропитанием, регулирования и прекращения электропитания для тепловыделения, например, за счет управления электрическим током, протекающим от источника энергии к другим компонентам генерирующей аэрозоль части), нагревателя или тепловыделяющего компонента (например, электрического резистивного нагревательного элемента и относящихся к нему компонентов, обычно называемых "распылителем"), а также предшествующего аэрозолю продукта (например, композиции, которая обычно является жидкостью, способной вырабатывать аэрозоль при подачи в нее достаточного тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые "курительным соком" (smoke juice), "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и области ротового конца или кончика для обеспечения возможности натягивания на устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, заданного пути для воздушного потока через генерирующую аэрозоль часть таким образом, что генерируемая аэрозоль может быть вытянута через нее при затяжке). Примеры составов для предшествующих аэрозолю материалов, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в патентной публикации США №2013/0008457 (Zheng и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
[0051] Более конкретные размеры, конфигурации и конструкции компонентов, расположенных в системах доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, станут очевидными в свете подробного описания настоящего изобретения, представленного ниже в настоящей заявке. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов системы доставки аэрозоля могут быть оценены после рассмотрения имеющихся в продаже электронных устройств для доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, на которые сделаны ссылки в разделе "УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ" настоящего изобретения.
[0052] Выравнивание компонентов в устройстве для доставки аэрозоля может быть различным. Согласно конкретным вариантам реализации композиция предшественника аэрозоля может быть расположена рядом с концом изделия (например, в картридже, который при некоторых обстоятельствах может быть сменным и одноразовым), который может быть ближайшим к ротовому отверстию пользователя максимизации доставки аэрозоля пользователю. Однако, не исключаются и другие конфигурации. В целом, нагревательный элемент может быть расположен фактически рядом с указанной композицией предшественника аэрозоля таким образом, что тепло, излученное нагревательным элементом, может испарять композицию предшественника аэрозоля (а также один или большее количество ароматизаторов, лекарственные препараты или тому подобное, которые могут быть доставлены пользователю аналогичным способом) и формировать аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагревательный элемент нагревает композицию предшественника аэрозоля, аэрозоль формируется, высвобождается или генерируется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как "высвобождать, высвобождение, высвобождает или высвобожденный", включают формы, такие как "формировать или генерировать, формирование или генерирование, формирует или генерирует и сформированный или сгенерированный". В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в форме пара или аэрозоля или их смеси. Кроме того, выбор различных компонентов курительного изделия может быть осуществлен после рассмотрения имеющихся в продаже электронных устройств для доставки аэрозоля, таких как указанные типичные продукты, перечисленные в разделе "Уровень техники" настоящего описания.
[0053] Устройство для доставки аэрозоля содержит батарею или другой источник электроэнергии для обеспечения протекания электрического тока, достаточного для обеспечения различных функций изделия, таких как резистивное нагревание, питание систем управления, питание индикаторов и т.п. Источник энергии может быть осуществлен согласно различным вариантам реализации. Предпочтительно источник энергии выполнен с возможностью подачи достаточного электропитания для быстрого нагревания нагревательного элемента, достаточного для образования аэрозоля и снабжения энергией изделия для его использования в течение необходимого периода времени. Источник энергии предпочтительно имеет размер, пригодный для удобного размещения внутри устройства для доставки аэрозоля таким образом, что устройством для доставки аэрозоля можно пользоваться без усилий; и кроме того, предпочтительный источник энергии выполнен достаточно легким и не ухудшает приятное впечатление, предвкушаемое от курения.
[0054] Устройство для доставки аэрозоля может содержать картридж и управляющий корпус, которые могут быть постоянно или отсоединяемым способом выровнены относительно друг друга. Между картриджем и управляющим корпусом могут использоваться различные варианты реализации взаимодействия, такие как резьбовое взаимодействие, взаимодействие посредством прессовой посадки, посадки с натягом, магнитное взаимодействие или тому подобные. Устройство для доставки аэрозоля может иметь по существу стержневидную или по существу трубчатую форму, или иметь по существу цилиндрическую форму согласно некоторым вариантам реализации, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранной конфигурации. Однако согласно различным другим вариантам реализации могут использоваться другие формы и конфигурации.
[0055] Согласно конкретным вариантам реализации одно или оба из картриджа и управляющего корпуса могут быть одноразовым или допускающими многократное использование. Например, управляющий корпус может иметь сменную батарею или аккумулятор и, таким образом, может быть скомбинирован со способом заряжания любого типа, включая соединение с типичной электрической розеткой, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е., приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, например, посредством кабеля USB. Кроме того, согласно некоторым вариантам реализации картридж может содержать одноразовый картридж, как описано в патентной публикации США №2014/0060555 (Chang и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку.
[0056] Согласно некоторым вариантам реализации картридж может содержать основание, которое может содержать противоротационные особенности, которые по существу предотвращают относительное вращение между картриджем и управляющим корпусом, как описано в патентной публикации США №2014/0261495 (Novak и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку.
[0057] Устройство для доставки аэрозоля может содержать компонент, выполненный с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля. Композиция предшественника аэрозоля, также называемая предшествующей пару композицией, может содержать различные компоненты, включая, например, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, табачный экстракт и/или ароматизаторы. Различные компоненты, которые могут быть включены в композицию предшественника аэрозоля, описаны в патенте США №7,726,320 (Robinson и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки. Типичные дополнительные предшествующие аэрозолю композиции перечислены в патенте США №4,793,365 (Sensabaugh, Jr. и др.); в патенте США №5,101,839 (Jakob и др.); патенте РСТ WO 98/57556 (Biggs и др.); патентной заявке США №14/245,105 (Henry, Jr.), поданной 4 апреля 2014; а также в монографии Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco (Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания) табачной компании R. J. Reynolds (1988), содержание которых по ссылке полностью включено в настоящую заявку.
[0058] В настоящем устройстве для доставки аэрозоля могут быть использованы различные компоненты нагревателя. Согласно различным вариантам реализации могут использоваться один или большее количество микронагревателей или подобных твердотельных нагревателей. Варианты реализации микронагревателей, которые могут быть использованы, дополнительно описаны в настоящей заявке. Дополнительные микронагреватели и распылители, содержащие встроенные микронагреватели, подходящие для использования в описанных в настоящей заявке устройствах, описаны в патентной публикации США №2014/0060554 (Collett и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку. В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент может быть сформирован путем наматывания провода вокруг транспортирующего жидкость элемента, как описано в патентной заявке США №13/708,381 (Ward и др.), поданной 7 декабря 2012, которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку. Кроме того, в некоторых вариантах реализации провод может задавать изменяемое разнесение витков, как описано в патентной заявке США №13/827,994 (DePiano и др.), поданной 14 марта 2013, которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку. Различные варианты реализации материалов, выполненных с возможностью тепловыделения при прохождении через них электрического тока, могут быть использованы для формирования резистивного нагревательного элемента. Типичные материалы, из которых может быть сформирован проволочная намотка, включают кантал (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита; и керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Согласно еще одним вариантам реализации в распылителе может быть использован штампованный нагревательный элемент, как описано в патентной заявке США №13/842,125 (DePiano и др.), поданной 15 марта 2013, которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку. В дополнение к вышесказанному, дополнительные типичные нагревательные элементы и материалы для использования в этих элементах описаны в патентах США №№5,060,671 (Counts и др.); 5,093,894 (Deevi и др.); 5,224,498 (Deevi и др.); 5,228,460 (Sprinkel Jr. и др.); 5,322,075 (Deevi и др.); 5,353,813 (Deevi и др.); 5,468,936 (Deevi и др.); 5,498,850 (Das); 5,659,656 (Das); 5,498,855 (Deevi и др.); 5,530,225 (Hajaligol); 5,665,262 (Hajaligol); 5,573,692 (Das и др.); и 5,591,368 (Fleischhauer и др.), настоящие изобретения которых по ссылке полностью включены в настоящую заявку. Кроме того, согласно еще одним вариантам реализации может использоваться химическое нагревание. Различные дополнительные примеры нагревателей и материалов, используемых для формирования нагревателей, описаны в патентной публикации США №2014/0060554 (Collett и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку, как указано выше.
[0059] Согласно некоторым вариантам реализации устройства для доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут содержать управляющий корпус и картридж. Когда управляющий корпус соединяется с картриджем, электронный управляющий компонент в картридже может формировать электрическое соединение с управляющим корпусом. Управляющий корпус может таким образом использовать электронный управляющий компонент для определения, является ли картридж подлинным, и/или выполнять другие функции. Кроме того, различные примеры электронных управляющих компонентов и функций, выполняемых этими компонентами, описаны в патентной публикации США №2014/0096781 (Sears и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку.
[0060] Во время использования пользователь может втягивать воздух из мундштука картриджа устройства для доставки аэрозоля. При этом может втягиваться воздух сквозь отверстие в управляющем корпусе или в картридже. Например, согласно одному варианту реализации отверстие может быть сформировано между соединителем и наружным корпусом управляющего корпуса, как описано в патентной заявке США №13/841,233 (DePiano и др.), поданной 15 марта 2013, которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку. Однако, согласно еще одним вариантам реализации поток воздуха может быть принят через другие части устройства для доставки аэрозоля.
[0061] Датчик в устройстве для доставки аэрозоля (например, датчик затяжки или расхода в управляющем корпусе) может распознавать затяжку. При распознавании затяжки управляющий корпус может подавать электрический ток в нагреватель посредством электронной схемы. Соответственно, нагреватель может испарять композицию предшественника аэрозоля, и мундштук может обеспечивать возможность прохода воздуха и захваченного пара (т.е., компонентов композиции предшественника аэрозоля в пригодной для вдыхания форме) из картриджа к потребителю, втягивающего воздух из картриджа.
[0062] Различные другие подробности относительно компонентов, которые могут содержаться в картридже, приведены, например, в патентной заявке США №13/840,264 (Novak и др.), поданной 15 марта 2013, которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку. В этом отношении, на ФИГ. 7 указанной заявки показано увеличенное покомпонентное изображение основания и контакта управляющего компонента; на ФИГ. 8 указанной заявки показан увеличенный перспективный вид основания и контакта управляющего компонента в собранной конфигурации; на ФИГ. 9 указанной заявки показан увеличенный перспективный вид основания, контакта управляющего компонента, электронного управляющего компонента и контактов нагревателя распылителя в собранной конфигурации; на ФИГ. 10 указанной заявки показан увеличенный перспективный вид основания, распылителя и управляющего компонента в собранной конфигурации; на ФИГ. 11 указанной заявки показан перспективный вид с противоположной стороны узла, показанного на ФИГ. 10 указанной заявки; на ФИГ. 12 указанной заявки показан увеличенный перспективный вид основания, распылителя, трубки для воздушного потока и резервуара-субстрата в собранной конфигурации; на ФИГ. 13 указанной заявки показан перспективный вид основания и наружного корпуса в собранной конфигурации; на ФИГ. 14 указанной заявки показан перспективный вид картриджа в собранной конфигурации; на ФИГ. 15 указанной заявки показан первый частичный перспективный вид картриджа, показанного на ФИГ. 14 указанной заявки, и соединитель для управляющего корпуса; на ФИГ. 16 указанной заявки показан второй частичный перспективный вид с противоположной стороны картриджа, показанного на ФИГ. 14 указанной заявки, и соединителя, показанного на ФИГ. 11 указанной заявки; на ФИГ. 17 указанной заявки показан перспективный вид картриджа, содержащего основание с противоротационным механизмом; на ФИГ. 18 указанной заявки показан перспективный вид управляющего корпуса, содержащего соединитель с противоротационным механизмом; на ФИГ. 19 указанной заявки показано выравнивание картриджа, показанного на ФИГ. 17, с управляющим корпусом, показанным на ФИГ. 18; на ФИГ. 3 указанной заявки показано устройство для доставки аэрозоля, содержащее картридж, показанный на ФИГ. 17 указанной заявки, и управляющий корпус, показанный на ФИГ. 18 указанной заявки, с измененным видом устройства для доставки аэрозоля, показывающим взаимодействие противоротационного механизма картриджа с противоротационным механизмом корпуса соединителя; на ФИГ. 4 указанной заявки показан перспективный вид основания с противоротационным механизмом; на ФИГ. 5 указанной заявки показан перспективный вид соединителя с противоротационным механизмом; и на ФИГ. 6 указанной заявки показаны в разрезе основание, показанное на ФИГ. 4 указанной заявки, и соединитель, показанный на ФИГ. 5 указанной заявки, во взаимодействующей конфигурации.
[0063] Различные компоненты устройства для доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть выбраны из описанных известных и имеющихся в продаже компонентов. Например, сделана ссылка на резервуар и систему нагревателя для управляемой доставки различных распыляемых материалов в электронном курительном изделии, описанном в патентной публикации США №2014/0000638 (Sebastian и др.), которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку.
[0064] На ФИГ. 1 показано покомпонентное изображение управляющего корпуса 300 устройства для доставки аэрозоля согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Как показано на чертеже, управляющий корпус 300 может содержать соединитель 302, наружный корпус 304, уплотняющий элемент 306, адгезивный элемент 308 (например, ленту KAPTON®), датчик 310 расхода (например, датчик затяжки или датчик давления), управляющий компонент 312, разделитель 314, источник 316 электроэнергии (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой), схемную плату с индикатором 318 (например, светоизлучающим диодом (LED)), соединительную цепь 320 и концевой колпачок 322. Примеры источников электроэнергии описаны в патентной публикации США №2010/0028766 (Peckerar и др.), настоящее изобретение которой по ссылке полностью включено в настоящую заявку. Типичный механизм, который может обеспечить активацию затяжки, содержит кремниевый датчик модели 163PC01D36, изготовленный подразделением микропереключателей компании Honeywell, Inc., г. Фрипорт, штат Иллинойс. Дополнительные примеры работающих по запросу электрических переключателей, которые могут быть использованы для в схеме нагревания согласно настоящему изобретению, описаны в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.), который по ссылке полностью включен в настоящую заявку. Дополнительное описание регулирующих электрический ток схем и других управляющих компонентов, содержащих микроконтроллеры, которые могут быть пригодными для использования в настоящем устройстве для доставки аэрозоля, представлены в патентах США №№4,922,901; 4,947,874; и 4,947,875 (Brooks и др.); патенте США №5,372,148 (McCafferty и др.), патенте США №6,040,560 (Fleischhauer и др.), и патенте США №7,040,314 (Nguyen и др.), все из которых по ссылке полностью включены в настоящую заявку. Ссылка также сделана на управляющие схемы, описанные в патентной заявке США №13/837,542 (Ampolini и др.), поданной 15 марта 2013, которая по ссылке полностью включена в настоящую заявку.
[0065] Согласно одному варианту реализации индикатор 318 может содержать один или большее количество светоизлучающих диодов. Индикатор 318 может быть связан с возможностью обмена данными с управляющим компонентом 312 посредством соединительной цепи 320 и может светиться, например, во время втягивания пользователем воздуха из картриджа, соединенного с соединителем 302, которое обнаруживает датчик 310 расхода. Концевой колпачок 322 может быть выполнен с возможностью делать видимым свечение индикатора 318. Соответственно, индикатор 318 может осветиться во время использования устройства для доставки аэрозоля для имитации светящегося кончика курительного изделия. Однако согласно еще одним вариантам реализации индикатор 318 может быть обеспечен в различных количествах и может иметь различные формы, и даже может быть отверстием в наружном корпусе (таким как для высвобождения звука, когда присутствуют такие индикаторы).
[0066] В устройстве для доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть использованы другие дополнительные компоненты. Например, в патенте США №5,154,192 (Sprinkel и др.) описаны индикаторы для курительных изделий; в патенте США №5,261,424 (Sprinkel, мл.) описаны пьезоэлектрические датчики, которые могут быть связаны с ротовым концом устройства для обнаружения активности губ пользователя, связанной с выполнением затяжки, с последующей активацией нагревания; в патенте США №5,372,148 (McCafferty и др.) описан датчик затяжки для управления подачей энергии в матрицу нагревающей нагрузки в ответ на падение давления на мундштуке; в патенте США №5,967,148 (Harris и др.) описаны приемные гнезда в курительном устройстве, которые содержат идентификатор, обнаруживающий неравномерность передачи инфракрасного излучения вставленного компонента, и контроллер, который выполняет подпрограмму обнаружения, когда указанный компонент вставлен в приемное гнездо; в патенте США №6,040,560 (Fleischhauer и др.) описан заданный исполняемый цикл подачи энергии, имеющий множество различающихся фаз; в патенте США №5,934,289 (Watkins и др.) описаны фотонно-оптронные компоненты; в патенте США №5,954,979 (Counts и др.) описано средство для изменения сопротивления втягивания сквозь курительное устройство; в патенте США №6,803,545 (Blake и др.) описаны конкретные конфигурации батареи для использования в курительных устройствах; в патенте США №7,293,565 (Griffen и др.) описаны различные заряжающие системы для использования с курительными устройствами; в патенте США №8,402,976 (Fernando и др.) описано компьютерное интерфейсное средство для курительных устройств, облегчающее зарядку и обеспечивающее возможность компьютерного управления устройством; в патенте США №8,689,804 (Fernando и др.) описаны системы идентификации для курительных устройств; и в WO 2010/003480 (Flick) описана система датчиков, указывающая на затяжку в системе для генерирования аэрозоля; все вышеперечисленные изобретения по ссылке полностью включены в настоящую заявку. Дополнительные примеры компонентов, имеющих отношение к электронным изделиям для доставки аэрозоля и описанным материалам или компонентам, которые могут быть использованы в изделии согласно настоящему изобретению, содержатся в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.); патенте США №5,249,586 (Morgan и др.); патенте США №5,666,977 (Higgins и др.); патенте США №6,053, 176 (Adams и др.); патенте США №6,164,287 (White); патенте США №6,196,218 (Voges); патенте США №6,810,883 (Felter и др.); патенте США №6,854,461 (Nichols); патенте США №7,832,410 (Hon); патенте США №7,513,253 (Kobayashi); патенте США №7,896,006 (Hamano); патенте США №6,772,756 (Shayan); патентах США №№8,156,944 и 8,375,957 (Hon); патентных публикациях США №№2006/0196518 и 2009/0188490 (Hon); патентной публикации США №2009/0272379 (Thorens и др.); патентных публикациях США №№2009/0260641 и 2009/0260642 (Monsees и др.); патентных публикациях США №№2008/0149118 и 2010/0024834 (Oglesby и др.); патентной публикации США №2010/0307518 (Wang); WO 2010/091593 (Hon); WO 2013/089551 (Foo); и патентной заявке США №13/841,233 (DePiano и др.), поданной 15 марта 2013, которые по ссылке полностью включены в настоящую заявку. Различные материалы, описанные в соответствии с предшествующими документами, могут быть включены в настоящие устройства согласно различным вариантам реализации, и все предшествующие изобретения по ссылке полностью включены в настоящую заявку.
[0067] Соответственно, выше описаны приведенные в качестве примера варианты реализации устройств для доставки аэрозоля. Однако, в настоящем изобретении предложены еще одни различные варианты реализации устройств для доставки аэрозоля. Как описано ниже, такие устройства для доставки аэрозоля могут содержать различные конфигурации компонентов для хранения, доставки и/или испарения композиции предшественника аэрозоля. Например, как показано на ФИГ. 2-7 и описано в последующем тексте, относящемся к этим чертежам, согласно некоторым вариантам реализации композиция предшественника аэрозоля может быть выдана из резервуара за счет перепада давлений, которым можно управлять регуляторами давления согласно различным вариантам реализации.
[0068] В этом отношении, ФИГ. 2 показывает перспективный вид в разрезе устройства 800 для доставки аэрозоля согласно дополнительному приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения. Как показано на чертеже, устройство 800 для доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 802 и картридж 804. Управляющий корпус 802 может содержать индикатор 806 (например, светодиод), источник 808 электроэнергии (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой), датчик 810 расхода, соединитель 812, содержащий одно или более дроссельных отверстий 814, выполненных в нем, и наружный корпус 816. Картридж 804 может содержать основание 818, резервуар 820, который может содержать мешок 822 с композицией предшественника аэрозоля, размещенной в нем, распылитель 823, содержащий нагревательный элемент 824 и трубку 825 для доставки текучей среды, мундштук 826 и наружный корпус 828. Основание 818 картриджа 804 может быть выполнено с возможностью взаимодействия рассоединяемым способом с соединителем 812 управляющего корпуса 802 для формирования механического и электрического соединения между ними.
[0069] ФИГ. 3 показывает дополнительный перспективный вид в разрезе устройства 800 для доставки аэрозоля. В частности, ФИГ. 3 показывает путь потока воздуха через устройство 800 для доставки аэрозоля, когда пользователь втягивает воздух из мундштука 826. Как показано на чертеже, поток воздуха или поток окружающего воздуха 830 может входить в устройство 800 для доставки аэрозоля и перемещаться мимо датчика 810 расхода. Несмотря на то, что окружающий воздух 830 показан как протекающий мимо источника 808 электроэнергии, согласно еще одним вариантам реализации воздух может не протекать мимо источник электроэнергии, и/или датчик расхода может быть расположен в альтернативном месте. Затем воздух 830 может перемещаться через соединитель 812 сквозь дроссельные отверстия 814, выполненные в соединителе, через основание 818, вокруг резервуара 820 и выходить через мундштук 826.
[0070] Как показано на ФИГ. 3, согласно одному варианту реализации воздух 830 может входить в устройство 800 для доставки аэрозоля через его продольный конец, противоположный мундштуку 826. Однако, согласно еще одним вариантам реализации воздух может входить в устройство для доставки аэрозоля в альтернативном месте. Например, воздух может входить через соединитель или основание, или в области между основанием и мундштуком. Соответственно, следует понимать, что конкретные описанные в настоящей заявке маршруты потока воздуха приведены только в качестве примера.
[0071] Как будет описано далее, композиция предшественника аэрозоля 832 может быть направлена от мешка 822 с композицией предшественника аэрозоля к распылителю 823. В этом отношении, распылитель 823 может содержать корпус 833, образующий камеру 835, в которой расположен нагревательный элемент 824 и в которую доставляется композиция предшественника аэрозоля 832. Таким образом, проблемы, относящиеся к композиции предшественника аэрозоля 832, направляемой в воздух 830 и к пользователю без испарения, могут быть устранены. В этом отношении, композиция предшественника аэрозоля 832 может быть введена в контакт с нагревательным элементом 824 в камере 835 для обеспечения ее испарения.
[0072] Когда пользователь делает затяжку посредством мундштука 826 из устройства 800 для доставки аэрозоля, с противоположных сторон мешка 822 с композицией предшественника аэрозоля может быть создан перепад давлений. В частности, ограниченный поток воздуха 830 вокруг резервуара 820 может создавать в части устройства 800 для доставки аэрозоля между основанием 818 и мешком 822 с композицией предшественника аэрозоля (например, в управляющем корпусе 802) относительно более высокое давление, чем в части устройства для доставки аэрозоля между мешком с композицией предшественника аэрозоля и мундштуком 826 (например, в картридже 804). Согласно еще одним вариантам реализации перепад давлений с противоположных сторон мешка с композицией предшественника аэрозоля может быть создан иными способами, согласно которым перепад давлений используют для направления композиции предшественника аэрозоля из мешка.
[0073] Несмотря на то, что перепад давлений описан выше как образуемый между первой и второй противоположными сторонами мешка 822 с композицией предшественника аэрозоля во время затяжки из устройства 800 для доставки аэрозоля, перепад давлений может быть дополнительно или альтернативно образован между другими участками. Например, перепад давлений может быть образован между первым давлением в резервуаре 820 (и, в частности, в мешке 822 с композицией предшественника аэрозоля) и вторым давлением в области рядом с распылителем 823 (и, в частности, рядом с выходным отверстием трубки 825 для доставки текучей среды в камере 835, образованной корпусом 833) во время затяжки из устройства 800 для доставки аэрозоля. В этом отношении, поскольку пользователь втягивает воздух из мундштука 826, давление в картридже 804 может уменьшаться. Соответственно, второе давление рядом с распылителем 823 может уменьшаться и может стать меньше чем первое давление в мешке 822 с композицией предшественника аэрозоля. В этом отношении, согласно некоторым вариантам реализации первое давление в мешке 822 резервуара 820 может быть по существу равным давлению окружающей среды (например, атмосферному давлению). Таким образом, в результате субатмосферного давления, образованного рядом с выходным отверстием трубки 825 для доставки текучей среды к распылителю 823 во время затяжки посредством устройства 800 для доставки аэрозоля композиция предшественника аэрозоля 832 может быть выдавлена из мешка 822 через трубку для доставки текучей среды к нагревательному элементу 824 во время затяжки из мундштука 826.
[0074] Однако в случаях, в которых наименьшее падение давления связано с затяжкой из устройства 800 для доставки аэрозоля, перепад давлений между первым давлением в мешке 822 с композицией предшественника аэрозоля и вторым давлением в области рядом с распылителем 823 может быть относительно небольшим. Иными словами, когда имеется относительно небольшое сопротивление втягиванию воздуха из устройства 800 для доставки аэрозоля, уменьшение давления в картридже 804 относительно атмосферного давления может быть относительно небольшим. Соответственно устройство 800 для доставки аэрозоля может содержать регулятор давления, выполненный с возможностью создания перепада давлений.
[0075] В частности регулятор давления может содержать ограничитель потока, выполненный с возможностью ограничения потока воздуха через устройство 800 для доставки аэрозоля для создания перепада давлений.
Могут использоваться различные варианты реализации ограничителей потока. Например, ограничители потока могут содержать дроссельные отверстия 814, выполненные в соединителе 812. Таким образом, дроссельные отверстия 814 могут образовать относительно небольшую область, которая увеличивает падение давления за счет перемещения воздуха из управляющего корпуса 802 в картридж 804. Согласно другому варианту реализации дроссельные отверстия могут быть дополнительно или альтернативно выполнены в картридже (например, дроссельные отверстия в основании или вокруг резервуара) и действовать по существу тем же самым образом для увеличения падения давления, связанного с втягиванием воздуха из устройства для доставки аэрозоля. Согласно еще одним вариантам реализации могут быть использованы различные другие ограничения вдоль пути потока воздуха, протекающего через устройство для доставки аэрозоля 800.
[0076] Использование мешка 822 с композицией предшественника аэрозоля вместо жесткого контейнера может облегчить выдачу композиции предшественника аэрозоля 832 из резервуара 820. В этом отношении, мешок 822 с композицией предшественника аэрозоля может сжиматься, когда композицию предшественника аэрозоля 832 дозируют из него. Согласно одному варианту реализации мешок 822 с композицией предшественника аэрозоля может быть выполнен из эластичного материала (например, каучука), который облегчает доставку композиции предшественника аэрозоля 832 из мешка и в то же время препятствует образованию вакуума в мешке. В этом отношении, эластичный материал может находиться в состоянии небольшого растяжения, когда мешок заполнен композицией предшественника аэрозоля, и может находиться в нейтральном состоянии, когда его опоражнивают. Соответственно в резервуаре 820 вакуум не может быть создан при извлечении из мешка предшествующей аэрозолю композиция 832, что в противном случае может мешать выдачи композиции предшественника аэрозоля без использования средств, выполненных с возможностью вентилирования резервуара для обеспечения подачи в него воздуха.
[0077] Независимо от конкретного способа создания перепада давлений и конкретного вариант реализации резервуара перепад давлений может вызывать выталкивание композиции предшественника аэрозоля 832 через трубку 825 для доставки текучей среды к распылителю 823, в котором нагревательный элемент 824 испаряет композицию предшественника аэрозоля, как показано на ФИГ. 4. В этом отношении, если датчик 810 расхода обнаруживает затяжку в устройстве для доставки аэрозоля 800, электрический ток от источника 808 электроэнергии может быть направлен к распылителю 823 для вырабатывания тепла. Соответственно, как показано на ФИГ. 4, композиция предшественника аэрозоля 832, направленная к распылителю 823, может быть нагрета и испарена. Затем, аэрозоль или пар 836, формируемый в камере 835, может смешиваться с воздухом 830 и выходить через мундштук 826.
[0078] Камера 835 может быть выполнена с возможностью обеспечения оптимальных скоростей высвобождения пара 836 из нее в воздух 830. В этом отношении, как показано на ФИГ. 2-4, камера 835 может содержать одно или более выходных отверстий 838. Как показано на чертеже ФИГ. 4, пар 836 может быть выпущен из камеры 933 через выходные отверстия 838.
[0079] Кроме того, согласно одному варианту реализации камера может дополнительно иметь одно или более входных отверстий. Входные отверстия могут быть выполнены с возможностью обеспечения протекания воздуха сквозь них в камеру. Таким образом, когда пользователь втягивает воздух из устройства для доставки аэрозоля, указанный воздух, входящий через входные отверстия, может смешиваться с паром и выходить через выходные отверстия. В этом отношении, входные отверстия могут быть расположены таким образом, что воздух, протекающий через устройство для доставки аэрозоля, направлен на входные отверстия (например, входные отверстия могут проходить по существу параллельно продольной оси устройства для доставки аэрозоля и, следовательно, по существу параллельно потоку воздуха, протекающего через устройство). Таким образом, входные отверстия могут облегчать извлечение пара из камеры.
[0080] Кроме того, согласно некоторым вариантам реализации в одном или обоих из входных отверстий и выходных отверстий могут быть обеспечены клапаны. Такие клапаны могут пассивно или активно открываться и закрываться для обеспечения возможности протекания потока воздуха в камеру и/или обеспечения возможности выхода поток пара из камеры. Согласно другому варианту реализации или дополнительно входные отверстия и/или выходные отверстия могут, в частности, иметь размер, походящий для обеспечения необходимого потока пара из камеры, и в то же время обеспечивать по существу полное испарение композиции предшественника аэрозоля.
[0081] Несмотря на то, что трубка 825 для доставки текучей среды обеспечивает возможность протекания композиции предшественника аэрозоля 832 через нее, когда применяют перепад давлений для вырабатывания пара 836, как описано выше, в других случаях (например, в другие моменты времени) трубка для доставки текучей среды может препятствовать протеканию композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу 824. В этом отношении, трубка для доставки текучей среды может иметь размер, который препятствует протеканию через нее композиции предшественника аэрозоля в отсутствие перепада давлений. Например, препятствовать потоку, протекающему через трубку, может поверхностное растяжение. Соответственно размеры трубки 825 для доставки текучей среды могут быть конкретно выбраны на основании вязкости композиции предшественника аэрозоля 832 для препятствования ее протекания через трубку в отсутствие перепада давлений.
[0082] ФИГ. 5 показывает перспективный вид в разрезе устройства 900 для доставки аэрозоля согласно дополнительному приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения. В устройстве 900 для доставки аэрозоля могут быть использованы различные варианты реализации регулятора давления для создания перепада давлений, как описано ниже. Как показано на чертеже, устройство 900 для доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 902 и картридж 904. Управляющий корпус 902 может содержать индикатор 906 (например, светодиод), источник 908 электроэнергии (например, батарею, которая может быть перезаряжаемой), датчик 910 расхода, активный клапан 912 (например, микроклапан давления), распылитель 914 (например, содержащий нагревательный элемент), соединитель 916 и наружный корпус 918. Картридж 904 может содержать основание 920, резервуар 922 под избыточным давлением, мундштук 924 и наружный корпус 926. Основание 920 картриджа 904 может быть выполнено с возможностью взаимодействия рассоединяемым способом с соединителем 916 управляющего корпуса 902 для формирования механического и электрического соединения между ними. Таким образом, активный клапан 912 может сообщаться по текучей среде с резервуаром 922 под избыточным давлением, когда соединитель 916 управляющего корпуса 902 соединен с основанием 920 картриджа 904. Например, как показано на чертеже, активный клапан 912 может иметь расширение 927, выполненное с возможностью взаимодействия с выемкой 929 в резервуаре 922 под избыточным давлением. Однако согласно еще одним вариантам реализации могут быть использованы различные другие соединительные компоненты и способы, если указанный механизм выполнен с возможностью обеспечения по существу непроницаемого для текучей среды уплотнения, которое препятствует утечке давления из резервуара 922 под избыточным давлением, за исключением случаев, когда открывается активный клапан 912, как описано ниже.
[0083] ФИГ. 6 показывает дополнительный перспективный вид в разрезе устройства 900 для доставки аэрозоля. В частности ФИГ. 6 показывает путь потока воздуха через устройство 900 для доставки аэрозоля, когда пользователь втягивает воздух из мундштука 924. Как показано на чертеже, поток воздуха или поток окружающего воздуха 928 может входить в устройство 900 для доставки аэрозоля и перемещаться мимо датчика 910 расхода. Несмотря на то, что окружающий воздух 928 показан протекающим мимо источника 908 электроэнергии, согласно еще одним вариантам реализации воздух может не протекать мимо источника электроэнергии, и/или датчик расхода может быть расположен в альтернативном месте. Затем воздух 928 может перемещаться через соединитель 916 сквозь одно или более отверстий 930, выполненных в нем, через основание 920, вокруг резервуара 922 под избыточным давлением и выходить через мундштук 924.
[0084] Как показано на ФИГ. 6, согласно одному варианту реализации воздух 928 может входить в устройство 900 для доставки аэрозоля через его продольный конец, противоположный мундштуку 924. Однако согласно еще одним вариантам реализации воздух может входить в устройство для доставки аэрозоля в альтернативном месте. Например, воздух может входить через соединитель или основание, или на участке между основанием и мундштуком. Соответственно следует понимать, что конкретные описанные в настоящей заявке маршруты потока воздуха приведены только в качестве примера.
[0085] Устройство 900 для доставки аэрозоля может содержать регулятор давления, выполненный с возможностью управления выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара 922 под избыточным давлением на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре 922 и вторым давлением в области рядом с распылителем 913. Однако, хотя вариант реализации устройства 800 для доставки аэрозоля, описанный выше и показанный на ФИГ. 2-4, обеспечивал пассивную выдачу предшествующей аэрозолю композиции на основании перепада давлений, созданного пользователем, делающим затяжку, в устройстве 900 для доставки аэрозоля, показанном на ФИГ. 5-7 может быть использован активный клапан 912 для выборочного выпуска композиции предшественника аэрозоля из резервуара 922 под избыточным давлением на основании существующего ранее перепада давлений. В этом отношении, первое давление в резервуаре 922 под избыточным давлением может быть больше чем давление окружающей среды (например, атмосферное давление) и, следовательно, также больше чем второе давление в области рядом с распылителем 913. Иными словами, на резервуар 922 может быть герметизирован.
[0086] Резервуар 922 может быть герметизирован различными способами. Например, углекислый газ, воздух или другая сжимаемая текучая среда могут быть введены в резервуар 922 под положительным давление в дополнение к композиции предшественника аэрозоля. В качестве дополнительного примера, поршень и сжатая пружина в резервуаре могут быть выполнены с возможностью выдавливания из него композиции предшественника аэрозоля.
[0087] ФИГ. 7 показывает увеличенный частичный перспективный вид в разрезе устройства 900 для доставки аэрозоля. Как показано на чертеже, если датчик 910 расхода (как показано, например, на ФИГ. 6) обнаруживает затяжку, к активному клапану 912 может быть применен электрический ток таким образом, что активный клапан кратковременно открывается один или более раз. Например, сигнал от датчика 910 расхода может непосредственно активировать активный клапан 912, или сигнал от датчика расхода может быть передан управляющему устройству, которое вызывает срабатывание активного клапана. Таким образом, композиция предшественника аэрозоля 932, содержащаяся в резервуаре 922 под избыточным давлением, может быть вытолкнута к нагревательному элементу 914 распылителя 913 по той причине, что давление воздуха рядом с распылителем относительно меньше, чем избыточное давление в указанном резервуаре. Кроме того, распылитель 913 может содержать корпус 931, образующий камеру 933 (как показано, например, на ФИГ. 6), в которой расположен нагревательный элемент 914 и в которую доставляется композиция предшественника аэрозоля 932. Таким образом, проблемы относительно композиции предшественника аэрозоля 932, направляемой в воздух 928 и пользователю без ее испарения, могут быть предотвращены. В этом отношении, композиция предшественника аэрозоля 932 может быть введена в контакт с нагревательным элементом 914 в камере 933 для ее надежного испарения.
[0088] В этом отношении, если датчик 910 расхода обнаруживает затяжку в устройстве 900 для доставки аэрозоля, электрический ток от источника 908 электроэнергии может быть направлен к нагревательному элементу 914 для вырабатывания тепла. Соответственно композиция предшественника аэрозоля 932, направленная к указанному нагревательному элементу, может быть нагрета и испарена для образования аэрозоля или пара 934. Пар 934 может быть сформирован в камере 933 и затем выпущен из нее. Затем, пар 934 может быть смешан с воздухом 928 и выпущен через мундштук 924.
[0089] Камера 933 может быть выполнена с возможностью обеспечения оптимальных скоростей выпуска из нее пара 934 в воздух 928. В этом отношении, как показано на ФИГ. 5-7, камера 933 может содержать одно или более выходных отверстий 936. Как показано на ФИГ. 7, пар 934 может быть выпущен из камеры 933 через выходные отверстия 936.
[0090] Кроме того, как показано на ФИГ. 7, согласно одному варианту реализации камера 933 может дополнительно иметь одно или более входных отверстий 938. Входные отверстия 938 могут быть выполнены с возможностью протекания сквозь воздуха 928 в камеру 933. Таким образом, когда пользователь втягивает воздух из устройства 900 для доставки аэрозоля, воздух 928, входящий сквозь входные отверстия 938, может быть смешан с паром 934 и выпущен сквозь выходные отверстия 936. В этом отношении, как показано на чертеже, входные отверстия 938 могут быть расположены таким образом, что воздух 928, протекающий через устройство 900 для доставки аэрозоля, попадает на входные отверстия 938 (например, входные отверстия могут проходить по существу параллельно продольной оси устройства для доставки аэрозоля и, следовательно, по существу параллельно потоку воздуха, протекающего через него). Таким образом, входные отверстия 928 могут облегчать извлечение пара 934 из камеры 933.
[0091] Кроме того, согласно некоторым вариантам реализации в одном или обоих из входных отверстий 938 и выходных отверстий 936 могут быть обеспечены клапаны. Такие клапаны могут пассивно или активно открываться и закрываться для обеспечения возможности протекания воздуха 928 в камеру 933 и/или обеспечения возможности выхода пара 934 из камеры. Согласно еще одному варианту реализации или дополнительно входные отверстия 938 и/или выходные отверстия 936 могут в частности иметь размер, походящий для обеспечения необходимого потока пара 934 из камеры 933 и в то же время для обеспечения по существу полного испарения композиции предшественника аэрозоля.
[0092] Следует отметить, что согласно различным вариантам реализации устройств для доставки аэрозоля, описанных выше, могут быть использованы различные варианты реализации распылителей для испарения композиции предшественника аэрозоля. Такие распылители могут содержать плоские нагреватели, поверхности с плоскими нагревательными спиралями, микронагреватели (например, реализованные на кристалле) на стеклянных пластинах, лазеры, резистивные нагреватели и любую другую форму и вариант реализации нагревателя. Кроме того, материалы, используемые в первых нагревательных элементах и вторых нагревательных элементах, могут быть различными. Например, могут быть использованы материалы, описанные выше в отношении проводных нагревательных спиральных элементов. Различные другие материалы, которые могут использоваться в описанных в настоящей заявке нагревательных элементах, могут содержать платину или покрытые платиной материалы и резистивные пасты (например, нанесенные печатным способом на керамический материал).
[0093] Некоторые описанные в настоящей заявке устройства для доставки аэрозоля могут устранять некоторые недостатки известных устройств для доставки аэрозоля, в которых используют фитиль. В этом отношении, использование фитиля может вызывать разделение ингредиентов композиции предшественника аэрозоля. Кроме того, использование фитиля для передачи композиции предшественника аэрозоля от подложки к нагревательному элементу может привести к утечке. Соответственно варианты реализации описанных в настоящей заявке устройств для доставки аэрозоля могут обеспечить эти и/или другие преимущества.
[0094] Как указано выше, варианты реализации устройств для доставки аэрозоля настоящего изобретения могут содержать картридж и управляющий корпус. Несмотря на то, что устройства для доставки аэрозоля описаны таким образом, что его некоторые компоненты расположены в управляющем корпусе, в то время как другие компоненты расположены в картридже, следует понимать, что эти конфигурации приведены только в качестве примера. В этом отношении, любой из компонентов устройств для доставки аэрозоля может быть расположен в картридже или управляющем корпусе. Однако в целом может быть желательным расположение резервуара в картридже таким образом, чтобы картридж мог быть легко заменен или вновь заполнен путем отделения картриджа от управляющего корпуса.
[0095] Также, следует отметить, что не смотря на то, что представленные в настоящей заявке устройства для доставки аэрозоля в целом описаны как содержащие картридж (например, сменный картридж) и управляющий корпус (например, управляющий корпус многократного использования), могут использоваться различные другие варианты реализации. Например, согласно еще одним вариантам реализации устройства для доставки аэрозоля могут содержать больше двух частей. Согласно еще одному варианту реализации устройство для доставки аэрозоля может представлять собой интегрированное устройство, состоящее из одного предмета.
[0096] Согласно дополнительному варианту реализации обеспечен способ генерирования аэрозоля в устройстве для доставки аэрозоля. Как показано на ФИГ. 8, способ на этапе 1502 может включать направление потока воздуха из управляющего корпуса через картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля. Кроме того, способ на этапе 1504 может включать управляемую выдачу композиции предшественника аэрозоля из резервуара в распылитель, содержащего нагревательный элемент, на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем. Способ на этапе 1506 может дополнительно включать нагревание композиции предшественника аэрозоля, выданной из резервуара, посредством нагревательного элемента для добавления аэрозоля к потоку воздуха.
[0097] Согласно некоторым вариантам реализации способа согласно настоящему изобретению первое давление в резервуаре может быть больше чем давление окружающей среды (например, атмосферное давление). Кроме того, управление выдачей композиции предшественника аэрозоля на этапе 1504 может включать выборочный выпуск композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана. Кроме того, способ может включать обнаружение потока воздуха с помощью датчика расхода. Управление выдачей композиции предшественника аэрозоля на этапе 1504 может включать активацию клапана в ответ на сигнал от датчика расхода. Выборочно выпуск композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана может включать направление композиции предшественника аэрозоля из резервуара в картридж с помощью клапана в управляющем корпусе.
[0098] Согласно некоторым вариантам реализации внутреннее давление в резервуаре может быть по существу равным давлению окружающей среды (например, атмосферному давлению). Кроме того, управление выдачей композиции предшественника аэрозоля на этапе 1504 может включать создание перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем с помощью ограничителя потока. Способ дополнительно может включать доставку композиции предшественника аэрозоля через трубку для доставки текучей среды к нагревательному элементу во время применения перепада давлений и в противном случае может включать препятствование потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу. Управление выдачей композиции предшественника аэрозоля на этапе 1504 может включать направление композиции предшественника аэрозоля к камере распылителя, в которой расположен нагревательный элемент.
[0099] Различные модификации и другие варианты реализации настоящего изобретения могут быть реализованы специалистом после ознакомления с настоящим изобретением, включая преимущество принципов, представленных в предшествующих описаниях и сопроводительных чертежах. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не должно быть ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами реализации и что модификации и другие варианты реализации попадают в объем охраны приложенной формулы. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.
1. Устройство для доставки аэрозоля, содержащее:
управляющий корпус;
картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля и выполненный с возможностью приема потока воздуха;
распылитель, содержащий камеру и нагревательный элемент, расположенный в указанной камере; и
регулятор давления, выполненный с возможностью управления выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем,
причем распылитель выполнен с возможностью нагревания композиции предшественника аэрозоля, принятой из резервуара, посредством прямого контакта с нагревательным элементом для создания аэрозоля в камере, причем аэрозоль выходит из камеры до его добавления к потоку воздуха.
2. Устройство для доставки аэрозоля по п.1, в котором первое давление в резервуаре больше, чем давление окружающей среды.
3. Устройство для доставки аэрозоля по п.2, в котором регулятор давления содержит клапан, выполненный с возможностью выборочного высвобождения композиции предшественника аэрозоля из резервуара.
4. Устройство для доставки аэрозоля по п.3, дополнительно содержащее датчик расхода, причем указанный клапан выполнен с возможностью активации в ответ на сигнал от датчика расхода.
5. Устройство для доставки аэрозоля по п.3, в котором картридж содержит клапан и распылитель.
6. Устройство для доставки аэрозоля по п.3, в котором управляющий корпус содержит клапан и распылитель.
7. Устройство для доставки аэрозоля по п.6, в котором управляющий корпус содержит соединитель, и картридж содержит основание, причем клапан сообщается по текучей среде с резервуаром, когда соединитель управляющего корпуса соединен с основанием картриджа.
8. Устройство для доставки аэрозоля по п.1, в котором первое давление в резервуаре по существу равно давлению окружающей среды.
9. Устройство для доставки аэрозоля по п.8, в котором регулятор давления содержит ограничитель потока, выполненный с возможностью создания перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем.
10. Устройство для доставки аэрозоля по п.9, в котором управляющий корпус содержит ограничитель потока.
11. Устройство для доставки аэрозоля по любому из пп.9 и 10, в котором ограничитель потока содержит одно или более дроссельных отверстий.
12. Устройство для доставки аэрозоля по любому из пп.8-11, в котором резервуар содержит мешок с композицией предшественника аэрозоля.
13. Устройство для доставки аэрозоля по п.8, в котором распылитель дополнительно содержит трубку для доставки текучей среды, выполненную с возможностью доставки композиции предшественника аэрозоля из резервуара к нагревательному элементу во время применения перепада давлений, причем в противном случае трубка препятствует потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу.
14. Устройство для доставки аэрозоля по п.1, в котором композиция предшественника аэрозоля, выданная из резервуара, поступает в распылитель для испарения перед ее добавлением к потоку воздуха для формирования аэрозоля.
15. Устройство для доставки аэрозоля по п.14, в котором распылитель соединен с резервуаром.
16. Способ генерирования аэрозоля в устройстве для доставки аэрозоля, включающий:
направление потока воздуха через картридж, содержащий резервуар, по меньшей мере частично заполненный композицией предшественника аэрозоля,
управление выдачей композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, содержащему камеру и нагревательный элемент, расположенный в указанной камере, на основании перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем, и
нагревание композиции предшественника аэрозоля, выданной из резервуара, с помощью нагревательного элемента для создания аэрозоля в камере, причем аэрозоль выходит из камеры до его добавления к потоку воздуха.
17. Способ по п.16, согласно которому первое давление в резервуаре больше, чем давление окружающей среды,
причем управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает выборочный выпуск композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана.
18. Способ по п.17, дополнительно включающий обнаружение потока воздуха с помощью датчика расхода,
причем управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает активацию клапана в ответ на сигнал от датчика расхода.
19. Способ по п.17, согласно которому выборочное высвобождение композиции предшественника аэрозоля из резервуара с помощью клапана включает направление композиции предшественника аэрозоля из резервуара в картридже через клапан в управляющем корпусе.
20. Способ по п.16, согласно которому внутреннее давление в резервуаре по существу равно давлению окружающей среды,
причем управление выдачей композиции предшественника аэрозоля включает создание перепада давлений между первым давлением в резервуаре и вторым давлением рядом с распылителем с помощью ограничителя потока.
21. Способ по п.20, дополнительно включающий доставку композиции предшественника аэрозоля через трубку для доставки текучей среды к нагревательному элементу во время применения перепада давлений и в противном случае препятствование потоку композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу.
22. Способ по п.16, согласно которому композиция предшественника аэрозоля, выданная из резервуара, поступает в распылитель для испарения перед ее добавлением к потоку воздуха для формирования аэрозоля.
