Генерирующая аэрозоль система с насосом

Настоящее изобретение относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата, испаритель, содержащий нагревательный элемент с внутренним каналом, и микронасос, выполненный с возможностью доставки жидкого образующего аэрозоль субстрата к внутреннему каналу нагревательного элемента, причем испаритель выполнен с возможностью нагрева доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата в указанном внутреннем канале до температуры, достаточной для испарения по меньшей мере части доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата. Настоящее изобретение относится также к картриджу для генерирующей аэрозоль системы, содержащему часть для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы. Настоящее изобретение относится также к способу генерирования аэрозоля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль системам, таким как удерживаемые рукой электрические курительные системы. В частности, настоящее изобретение относится к электрической генерирующей аэрозоль системе, в которой образующий аэрозоль субстрат является жидким и заключен в части для хранения жидкости.

Один тип генерирующей аэрозоль системы представляет собой электрическую курительную систему. Известны удерживаемые рукой электрические курительные системы, состоящие из части в виде устройства, содержащей батарею и электронную схему управления, и части в виде картриджа, содержащей источник образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, и электрический испаритель. Картридж, содержащий как источник образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости, так и испаритель, иногда называют «картомайзером». Испаритель обычно содержит катушку из нагревательной проволоки, обмотанной вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким образующим аэрозоль субстратом, удерживаемым в части для хранения жидкости. Часть в виде картриджа обычно содержит не только источник образующего аэрозоль субстрата и электрический испаритель, но также мундштук, через который пользователь при использовании осуществляет всасывание для втягивания аэрозоля в свой рот.

В EP 0 957 959 B1 раскрыт электрический генератор аэрозоля для приема жидкого материала из источника, содержащий насос для накачки жидкого материала в дозированных количествах из указанного источника через трубку с открытым концом, и нагреватель, окружающий трубку. При нагреве жидкого материала нагревателем испаряемый материал расширяется в результате выхода из открытого конца трубки.

При нагреве образуются остатки. В капиллярных трубках указанные остатки могут привести к засорению. Этот эффект способен привести к изменению характеристик транспортировки жидкости. Кроме того, нагрев жидкого материала осуществляется непрямым образом. Сначала нагревается трубка или капиллярный фитиль, что, в свою очередь, приводит к нагреву жидкого материала. Следовательно, возможны потери тепла во время процесса переноса энергии.

Было бы желательно создать улучшенную генерирующую аэрозоль систему, не требующую тщательного ухода и обладающую низким энергопотреблением.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата; испаритель, содержащий нагревательный элемент, имеющий структуру, образующую внутренний канал с открытым концом; и микронасос, выполненный с возможностью доставки жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента, причем испаритель выполнен с возможностью нагрева доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата во внутреннем канале до температуры, достаточной для испарения по меньшей мере части доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата.

Из части для хранения жидкости во внутренний канал нагревательного элемента накачивается определенное количество жидкого образующего аэрозоль субстрата. Благодаря непосредственному осаждению жидкого образующего аэрозоль субстрата на нагревательный элемент, обеспечивается возможность сохранения жидкого образующего аэрозоль субстрата в жидком состоянии до тех пор, пока он не достигнет нагревательного элемента. Следовательно, обеспечивается возможность минимизации образования остатков во время транспортировки жидкости. Такая конструкция обеспечивает возможность производства сигарет без испарителей. Благодаря улучшенной транспортировке жидкости, обеспечивается возможность исключения необходимости в выбрасывании трубчатых сегментов и испарителей после израсходования содержимого части для хранения жидкости. Благодаря использованию насоса вместо капиллярного фитиля или другой пассивной среды для втягивания жидкости, обеспечивается возможность транспортировки к нагревательному элементу лишь фактически требующегося количества жидкого образующего аэрозоль субстрата. Обеспечивается возможность транспортировки жидкого образующего аэрозоль субстрата лишь по запросу, например. в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем.

Микронасос способен обеспечивать возможность доставки по запросу жидкого образующего аэрозоль субстрата с низким расходом, например, приблизительно от 0,5 до 2 микролитров в секунду в течение временных интервалов переменной или постоянной длительности. Микронасос обеспечивает возможность его точной настройки для доставки надлежащего количества жидкого образующего аэрозоль субстрата к нагревательному элементу. Следовательно, обеспечивается возможность задания количества осажденного жидкого образующего аэрозоль субстрата, исходя из количества циклов накачки.

Микронасос может быть выполнен с возможностью накачки жидких образующих аэрозоль субстратов, которые характеризуются сравнительно высокой вязкостью по сравнению с водой. Вязкость жидкого образующего аэрозоль субстрата может находиться в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 500 миллипаскаль-секунд, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 17 до приблизительно 86 миллипаскаль-секунд.

Микронасос может представлять собой отдельный микронасос, например, содержащий впускное отверстие насоса, выпускное отверстие насоса и камеру насоса между впускным отверстием насоса и выпускным отверстием насоса. Жидкий образующий аэрозоль субстрат, подлежащий накачке, доступен во впускном отверстии насоса. Указанный отдельный микронасос может быть выполнен на основе пьезоэлектрической диафрагмы в комбинации с пассивным контрольным клапаном как во впускном отверстии насоса, так и в выпускном отверстии насоса. Пьезоэлектрическая керамика, установленная на мембране, может быть деформирована при подаче электрического напряжения. Результирующее нисходящее перемещение приводит к вытеснению жидкого образующего аэрозоль субстрата из камеры насоса. Контрольный клапан обеспечивает возможность предотвращения обратного потока между сеансами использования, например, внутрь картриджа. Насос регулирует направление потока жидкости через насос от впускного отверстия к выпускному отверстию. При снижении электрического напряжения, подаваемого на пьезоэлектрическую керамику, соответствующая деформация пьезоэлектирческой керамики приводит к восходящему перемещению мембраны. Жидкий образующий аэрозоль субстрат всасывается через впускное насосное отверстие и заполняет насосную камеру. Указанный отдельный микронасос может осуществлять до нескольких сотен таких насосных циклов в секунду, например до 100 насосных циклов в секунду, 200 насосных циклов в секунду, 300 насосных циклов в секунду, 400 насосных циклов в секунду или 500 насосных циклов в секунду.

Микронасос может содержать множество отдельных микронасосов, соединенных последовательно таким образом, что выпускное насосное отверстие каждого отдельного микронасоса соединено со впускным насосным отверстием следующего отдельного микронасоса. Предпочтительно, микронасос содержит два отдельных микронасоса, соединенных последовательно. Для обеспечения надлежащего расхода жидкости через последовательность отдельных микронасосов, пьезоэлектрические преобразователи могут, например, приводиться в действие последовательно друг за другом. В случае двух отдельных микронасосов, пьезоэлектрический преобразователь, соответствующий первому отдельному микронасосу, приводится в действие для осуществления восходящего и нисходящего перемещения, а затем пьезоэлектрический преобразователь, соответствующий второму отдельному микронасосу, приводится в действие для осуществления восходящего и нисходящего перемещения. Один насосный цикл микронасоса, состоящего из множества отдельных микронасосов, может потребовать приведение в действие пьезоэлектрического преобразователя одного отдельного микронасоса после приведения в действие пьезоэлектрического преобразователя другого отдельного микронасоса.

При регулировании расхода может потребоваться больше энергии для испарения большего количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, доставляемого на нагревательный элемент. Следовательно, возможно регулирование температурных настроек испарителя в соответствии с расходом жидкости.

Температура нагревательного элемента предпочтительно регулируется с помощью электрической схемы. Предпочтительно, электрическая схема регулирует температуру нагревательного элемента на основе по меньшей мере оного из следующего: параметр времени подогрева, параметр времени поддержания высокого уровня, параметр времени поддержания низкого уровня и параметр времени до завершения поддержания, как подробно пояснено ниже.

Генерирующая аэрозоль система может находиться в режиме подогрева, когда включено генерирование аэрозоля. Предпочтительно, электрическая схема постоянно нагревает нагревательный элемент до тех пор, пока нагревательный элемент не достигнет заданной рабочей температуры. Рабочая температура может составлять 250°С. Регулирование времени режима подогрева возможно с помощью параметра времени подогрева. Предпочтительно, значение параметра времени подогрева устанавливают в диапазоне от 3000 до 4000 миллисекунд. При нормальных условиях генерирующая аэрозоль система может достигать своей рабочей температуры в пределах времени подогрева. Как только достигнута рабочая температура, возможно приведение в действие микронасоса в течение по меньшей мере одного цикла накачки для транспортировки такого количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, которое обеспечивает готовность к использованию генерирующей аэрозоль системы.

Затем возможен ввод генерирующей аэрозоль системы в режим поддержания температуры до тех пор, пока электрическая схема не обнаружит затяжку, или до тех пор, пока не истечет время до завершения поддержания, определяемое параметром времени до завершения поддержания.

В режиме поддержания температуры возможна подача последовательности нагревательных импульсов на нагревательный элемент, что обеспечивает возможность поддержания более низкой температуры подогрева, чем рабочая температура, до тех пор, пока не истечет время до завершения поддержания. Указанная более низкая температура подогрева может составлять 150°С.

Нагревательные импульсы могут включать в себя последовательность сигналов высокого и низкого уровня, например, когда сигнал высокого уровня инициирует подачу мощности на нагревательный элемент в течение времени, соответствующего значению параметра времени поддержания высокого уровня, а сигнал низкого уровня инициирует выключение мощности, подаваемой на нагревательный элемент, в течение времени, соответствующего значению параметра времени поддержания низкого уровня. Возможно регулирование времени режима поддержания температуры с помощью значения параметра времени до завершения поддержания перед вводом генерирующей аэрозоль системы в режим охлаждения.

Практический эффект от указанных разных режимов может состоять в том, что уменьшается время задержки при затяжке, поскольку нагревательный элемент уже нагрет во время регулярного осуществления затяжек, однако обеспечивается возможность пониженного энергопотребления в генерирующей аэрозоль системе при включении, но не при использовании. В случае обнаружения входного сигнала от датчика затяжки, возможна замена переменного сигнала, состоящего из последовательности импульсов, на постоянный сигнал для возврата температуры нагревательного элемента к рабочей температуре.

Как только обнаружена затяжка, и нагревательный элемент достиг рабочей температуры, возможно приведение в действие электрической схемой микронасоса и установка определенного расхода для подачи жидкого образующего аэрозоль субстрата к внутреннему каналу нагревательного элемента в течение времени затяжки.

Как только затяжка прервана, возможен возврат генерирующей аэрозоль системы в режим поддержания температуры. В случае необнаружения входного сигнала в течение времени поддержания температуры, возможно автоматическое охлаждение устройства и переход в режим ожидания входного сигнала.

Как микронасос, так и нагревательный элемент могут активироваться системой обнаружения затяжки. В качестве альтернативы, микронасос и нагревательный элемент могут активироваться нажатием кнопки включения/выключения, удерживаемой в течение времени затяжки.

Предпочтительно, микронасос выполнен с возможностью доставки определенного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента при осуществлении одного цикла накачки.

Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система дополнительно содержит камеру, внутрь которой доставляется жидкий образующий аэрозоль субстрат, причем нагревательный элемент расположен внутри указанной камеры дальше по ходу потока относительно выпускного отверстия микронасоса, через которое осуществляется доставка жидкого образующего аэрозоль субстрата.

В настоящем описании термины «раньше по ходу потока», «дальше по ходу потока», «ближний», «дальний», «передний» и «задний» используются для описания относительных местоположений компонентов или участков компонентов генерирующей аэрозоль системы относительно направления, в котором пользователь осуществляет затяжку на этой генерирующей аэрозоль системе во время ее использования.

Генерирующая аэрозоль система может содержать мундштучный конец, через который при использовании аэрозоль выходит из генерирующей аэрозоль системы и доставляется пользователю. Мундштучный конец может также именоваться ближним концом. Во время использования пользователь осуществляет затяжку на ближнем или мундштучном конце генерирующей аэрозоль системы с целью вдыхания аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой. Генерирующая аэрозоль система содержит дальний конец, противоположный ближнему или мундштучному концу. Ближний или мундштучный конец генерирующей аэрозоль системы может также именоваться расположенным дальше по ходу потока концом, а дальний конец генерирующей аэрозоль системы может также именоваться расположенным раньше по ходу потока концом. Компоненты или участки компонентов генерирующей аэрозоль системы могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока или расположенные дальше по ходу потока относительно друг друга, на основе их относительных местоположений между ближним, расположенным дальше по ходу потока или мундштучным концом и дальним или расположенным раньше по ходу потока концом генерирующей аэрозоль системы.

Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система дополнительно содержит трубчатый сегмент, через который жидкий образующий аэрозоль субстрат доставляется от микронасоса пользователю. Трубчатый сегмент может быть расположен с возможностью доставки жидкого образующего аэрозоль субстрата к нагревательному элементу. Трубчатый сегмент может быть расположен с возможностью доставки жидкого образующего аэрозоль субстрата в направлении открытого конца внутреннего канала в нагревательном элементе. Трубчатый сегмент может проходить от части для хранения жидкости в направлении открытого конца внутреннего канала в нагревательном элементе. Испаритель может быть расположен дальше по ходу потока относительно открытого конца трубчатого сегмента. Испаритель может проходить вокруг участка трубчатого сегмента.

Трубчатый сегмент, именуемый также трубкой, может представлять собой сопло. Трубчатый сегмент может содержать любой подходящий материал, например, стекло, силикон, металл, например нержавеющую сталь, или пластмассовый материал, например полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Размер трубки может соответствовать размеру выпускного насосного отверстия. Например, трубка может иметь диаметр приблизительно от 1 до 2 миллиметров, но возможны и другие размеры. Трубчатый сегмент может представлять собой 2-миллиметровое капиллярное сопло (например, стеклянное от компании Drummond), соединенное с микронасосом посредством силиконовой трубки. Предпочтительно, трубчатый сегмент содержит капиллярную трубку. Поперечное сечение капиллярной трубки может иметь круглую, эллипсоидную, треугольную, прямоугольную или любую другую форму, подходящую для транспортировки жидкости. С одной стороны, по меньшей мере размер по ширине поперечного сечения капиллярной трубки предпочтительно может быть выбран достаточно малым для того, чтобы создать капиллярные силы. С другой стороны, площадь поперечного сечения капиллярных каналов предпочтительно должна быть достаточно большой для того, чтобы обеспечить возможность транспортировки надлежащего количества жидкого образующего аэрозоль субстрата к нагревательному элементу. В целом, площадь поперечного сечения капиллярной трубки в некоторых примерах составляет менее 4 квадратных миллиметров, менее 1 квадратного миллиметра или менее 0,5 квадратного миллиметра.

Испаритель может содержать нагревательную катушку, проходящую от трубчатого сегмента в продольном направлении. В качестве альтернативы или дополнительно, нагревательный элемент, который может представлять собой катушку, может проходить вокруг участка трубчатого сегмента. Нагревательная катушка может быть установлена поперечно трубчатому сегменту. Нагревательная катушка может перекрываться с открытым концом трубчатого сегмента на величину до 3 миллиметров, предпочтительно на величину до 1 миллиметра. В некоторых примерах открытый конец трубчатого сегмента и нагревательная катушка могут быть расположены на расстоянии. Длина нагревательной катушки может составлять от 2 миллиметров до 9 миллиметров, предпочтительно от 3 миллиметров до 6 миллиметров. Диаметр нагревательной катушки моет быть выбран таким образом, чтобы была обеспечена возможность монтажа одного конца нагревательной катушки вокруг трубчатого сегмента. Диаметр нагревательной катушки может составлять от 1 миллиметра до 5 миллиметров, предпочтительно от 2 миллиметров до 4 миллиметров.

Испаритель может содержать конический нагреватель, проходящий от трубчатого сегмента в продольном направлении. Конический нагреватель может перекрываться с открытым концом трубчатого сегмента. В некоторых примерах открытый конец трубчатого сегмента и конический нагреватель могут быть расположены на расстоянии от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра. Длина образующей конуса конического нагревателя может составлять от 2 миллиметров до 7 миллиметров, предпочтительно от 2,5 миллиметра до 5 миллиметров. Диаметр конического нагревателя на виде в поперечном сечении может увеличиваться от первого диаметра до второго диаметра по мере следования вдоль длины образующей конуса от одного ее конца к другому. Первый диаметр может составлять от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра. Второй диаметр может составлять от 1,2 миллиметра до 3 миллиметров, предпочтительно от 1,5 миллиметров до 2 миллиметров. Предпочтительно, конический нагреватель расположен таким образом, чтобы жидкий образующий аэрозоль субстрат, выходящий из трубчатого сегмента, проходил через участок первого диаметра конического нагревателя перед тем, как пройти через участок второго диаметра. Первый диаметр конического нагревателя может быть выбран таким образом, чтобы была обеспечена возможность монтажа одного конца конического нагревателя вокруг трубчатого сегмента.

Испаритель может содержать твердую или сетчатую поверхность. Испаритель может содержать сетчатый нагреватель. Испаритель может содержать структуру из нитей.

Испаритель может содержать по меньшей мере одно из следующего: твердый, гибкий, пористый и перфорированный субстрат, на котором может быть образован нагревательный элемент посредством по меньшей мере одного из следующего: монтаж, печать, осаждение, травление и ламинирование. Субстрат может представлять собой полимерный или керамический субстрат.

Предпочтительно, часть для хранения жидкости содержит жесткую емкость и обратный клапан, который может быть выполнен с возможностью пропускания воздуха внутрь указанной емкости при доставке жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента.

Предпочтительно, часть для хранения жидкости содержит гибкую емкость с по меньшей мере одной подвижной стенкой, которая может быть выполнена с возможностью уменьшения объема части для хранения жидкости при доставке жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента.

Предпочтительно, часть для хранения жидкости содержит перегородку для заправки части для хранения жидкости жидким образующим аэрозоль субстратом.

Предпочтительно, часть для хранения жидкости содержит обратный клапан, расположенный между частью для хранения жидкости и микронасосом. Обратный клапан способен регулировать расход жидкости из части для хранения жидкости к впускному отверстию микронасоса, и он способен предотвращать или уменьшать обратный поток к части для хранения жидкости сразу после того, как микронасос прекращает накачку.

Предпочтительно, расход доставляемого жидкого образующего аэрозоль субстрата через микронасос находится в пределах от 0,5 до 2 микролитров в секунду.

Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система содержит основной узел и картридж, причем картридж может быть съемно соединен с основным узлом, основной узел может содержать источник питания, часть для хранения жидкости может быть расположена в картридже, и микронасос может быть расположен в основном узле. Предпочтительно, основной узел дополнительно содержит испаритель. Основной узел может содержать трубчатый сегмент.

Генерирующая аэрозоль система согласно варианту осуществления настоящего изобретения может дополнительно содержать электрическую схему, соединенную с испарителем и с электрическим источником питания. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью контроля электрического сопротивления испарителя и, предпочтительно, с возможностью управления подачей питания на испаритель в зависимости от электрического сопротивления испарителя.

Электрическая схема может содержать контроллер с микропроцессором, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на испаритель. Подача питания на испаритель может осуществляться непрерывно после приведения в действие системы, или она может осуществляться прерывисто, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на испаритель в виде импульсов электрического тока.

Генерирующая аэрозоль система предпочтительно содержит источник питания, обычно батарею, например, внутри основной части корпуса. Источник питания может представлять собой устройство накопления заряда, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов курения; например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных приведений в действие нагревателя в сборе.

Для того, чтобы обеспечить возможность поступления окружающего воздуха в генерирующую аэрозоль систему, стенка корпуса генерирующей аэрозоль системы, предпочтительно стенка, противоположная испарителю, предпочтительно нижняя стенка, оснащена по меньшей мере одним полуоткрытым впускным отверстием. Полуоткрытое впускное отверстие предпочтительно обеспечивает возможность поступления воздуха в генерирующую аэрозоль систему, однако воздух и жидкость не будут выходить из генерирующей аэрозоль системы через указанное полуоткрытое впускное отверстие. Полуоткрытое впускное отверстие может представлять собой, например, полупроницаемую мембрану, проницаемую лишь для воздуха в одном направлении, но непроницаемую для воздуха и жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие может также представлять собой, например, обратный клапан. Предпочтительно указанные полуоткрытые впускные отверстия обеспечивают возможность прохождения воздуха через впускное отверстие лишь при выполнении конкретных условий, например, при минимальном снижении давления в генерирующей аэрозоль системе или объема воздуха, проходящего через клапан или мембрану.

Жидкий образующий аэрозоль субстрат представляет собой субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из жидкого образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может, в качестве альтернативы, содержать материал, не содержащий табака. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.

Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электрическую курительную систему. Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система, является портативной. Генерирующая аэрозоль система может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Курительная система может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Курительная система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен картридж для генерирующей аэрозоль системы согласно первому аспекту настоящего изобретения, содержащий часть для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости содержит выпускное отверстие, которое выполнено с возможностью соединения со впускным отверстием микронасоса.

Предпочтительно, картридж содержит покрытие, которое покрывает выпускное отверстие части для хранения жидкости. Покрытие может представлять собой съемный стикер или наклейку, например, пленочную наклейку, которая обеспечивает возможность защиты картриджа перед использованием. Возможен ручной съем указанного покрытия с картриджа перед вставлением картриджа внутрь основного узла. Предпочтительно, покрытие пробивают или прокалывают таким образом, чтобы это покрытие раскрывалось автоматически при вставлении картриджа внутрь основного узла.

Картридж может представлять собой одноразовое изделие, подлежащее замене на новый картридж, как только содержимое части для хранения жидкости в картридже израсходовано или его объем стал меньше минимального порогового объема. Предпочтительно, картридж предварительно загружают жидким образующим аэрозоль субстратом. Картридж может быть заправляемым.

Картридж и его компоненты могут быть изготовлены из термопластичных полимеров, таких как полиэфирэфиркетон (ПЭЭК).

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен способ генерирования аэрозоля, включающий в себя этапы, на которых:

(i) помещают жидкий образующий аэрозоль субстрат в часть для хранения жидкости;

(ii) доставляют, с помощью микронасоса, жидкий образующий аэрозоль субстрат из части для хранения жидкости к внутреннему каналу внутри нагревательного элемента испарителя; и

(iii) нагревают, с помощью испарителя, доставленный жидкий образующий аэрозоль субстрат во внутреннем канале до температуры, достаточной для испарения по меньшей мере части доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата.

Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:

на фиг.1А показаны перспективный вид и вид сверху генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.1В показан перспективный вид генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 показан вид сверху трубчатого сегмента и нагревательной катушки для генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3А показан вид сверху трубчатого сегмента и конического нагревателя для генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3В показана схематичная иллюстрация для изготовления конического нагревателя, показанного на фиг.3А;

на фиг.4 показан вид сверху на заправляемый картридж для генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.5 показан вид сверху заправляемого картриджа для генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг.6 показан вид сверху заправляемого картриджа для генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1А и 1В показаны схематичные иллюстрации генерирующей аэрозоль системы. Генерирующая аэрозоль система содержит основной узел и заправляемый или сменный картридж с частью 3 для хранения жидкости. Основной узел содержит основной корпус 10 и мундштучный участок 12. Основной корпус 10 заключает в себе источник 1 питания, например, батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея; электронную схему 2; полость для удержания картриджа; микронасос 5 с впускным отверстием и выпускным отверстием; и испаритель 7. На боковых сторонах основного корпуса 10 выполнены электрические соединители 8, 9 для обеспечения электрического соединения между электрической схемой 2, источником 1 питания и испарителем 7. Испаритель 7 представляет собой нагревательную катушку, образующую внутренний канал. Трубчатый сегмент 4 выполнен с возможностью соединения выпускного отверстия части для хранения жидкости с впускным отверстием микронасоса. Трубчатый сегмент 6 направляет поток жидкого образующего аэрозоль субстрата из выпускного отверстия микронасоса 5 к внутреннему каналу нагревательного элемента испарителя 7. Трубчатый элемент 6 является прямолинейным и транспортирует жидкий образующий аэрозоль субстрат непосредственно к нагревательному элементу. Мундштучный участок 12 содержит множество впускных отверстий 11 для воздуха и выпускное отверстие 13. При использовании пользователь осуществляет всасывание или затяжку на выпускном отверстии 13 для втягивания воздуха через впускные отверстия 11 для воздуха и через мундштучный участок 12 к выпускному отверстию 13 и далее - в рот или в легкие пользователя. Для того, чтобы обеспечить протекание воздуха через мундштучный участок 12, предусмотрены внутренние перегородки. Испаритель 7 выполнен с возможностью нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата непосредственно после того, как этот жидкий образующий аэрозоль субстрат выходит из трубчатого сегмента 6.

Картридж выполнен с возможностью его размещения в полости внутри основного корпуса 10. Должна быть обеспечена возможность замены картриджа пользователем в случае израсходования образующего аэрозоль субстрата, находящегося в картридже. При вставлении нового картриджа обеспечивается возможность перемещения ползуна на основном корпусе для раскрывания указанной полости. Внутрь раскрытой полости возможно вставление нового картриджа. Выпускное отверстие части для хранения жидкости выполнено с возможностью соединения с впускным отверстием микронасоса 5. Основной узел является портативным и имеет размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты.

На фиг.2 показан подробный вид стороны открытого конца трубчатого сегмента 6. Нагревательная катушка 7А установлена со стороны открытого конца трубчатого сегмента 6 таким образом, что нагревательная катушка 7А проходит от трубчатого сегмента 6 в продольном направлении. Жидкий образующий аэрозоль субстрат выходит на открытом конце трубчатого сегмента 6. Жидкий образующий аэрозоль субстрат выходит из трубчатого сегмента 6 внутрь внутреннего канала катушки 7А. Нагревательная катушка 7А располагается внутри и вокруг потока жидкости таким образом, чтобы происходил непосредственный нагрев жидкого образующего аэрозоль субстрата. Нагревательная катушка 7А имеет длину L, диаметр D и величину О перекрытия с трубчатым сегментом 6.

На фиг.3А показан подробный вид стороны открытого конца трубчатого сегмента 6. Конический нагреватель 7В установлен дальше по ходу потока относительно стороны открытого конца трубчатого сегмента 6 таким образом, что конический нагреватель 7В проходит от трубчатого сегмента 6 в продольном направлении. Жидкий образующий аэрозоль субстрат выходит на открытом конце трубчатого сегмента 6 внутрь внутреннего канала, образованного коническом нагревателем 7В. Конический нагреватель 7В располагается внутри и вокруг потока жидкости таким образом, что происходит непосредственный нагрев жидкого образующего аэрозоль субстрата. Сторона конического конца конического нагревателя 7В и трубчатый сегмент 6 расположены на расстоянии G.

На фиг.3В показана схематичная иллюстрация изготовления конического нагревателя 7В из плоской основы. Конический нагреватель 7В имеет длину g образующей конуса и радиус, который увеличивается от первого радиуса r до второго радиуса R.

На фиг.4 показан заправляемый картридж для генерирующей аэрозоль системы. Картридж содержит часть 3 для хранения жидкости, изготовленную из жесткой емкости. Емкость содержит выпускное отверстие, соединенное посредством трубчатого сегмента 4 с впускным отверстием микронасоса. Обеспечивается возможность поступления воздуха в жесткую емкость через обратный клапан 18 при накачке жидкости. Для заправки картриджа выполнена перегородка 19.

На фиг.5 показан заправляемый картридж для генерирующей аэрозоль системы. Картридж содержит часть 3 для хранения жидкости, изготовленную из жесткой емкости с гибкой стенкой 20, изготовленной из гибкой трубки. Емкость содержит выпускное отверстие, соединенное посредством трубчатого сегмента 4 с впускным отверстием микронасоса. При накачке жидкости гибкая стенка 20 прогибается. На жесткой емкости выполнена перегородка 19 для заправки картриджа.

На фиг.6 показан заправляемый картридж для генерирующей аэрозоль системы. Картридж содержит часть 3 для хранения жидкости, изготовленную из жесткой торцевой шайбы с двумя гибкими стенками 21, каждая из которых изготовлена из гибкой трубки. Емкость содержит выпускное отверстие, соединенное посредством трубчатого сегмента 4 с впускным отверстием микронасоса. При накачке жидкости гибкие стенки 21 прогибаются. На жесткой торцевой шайбе выполнена перегородка 19 для заправки картриджа.

Вышеописанные примеры вариантов осуществления являются иллюстративными, а не ограничивающими. В свете вышеописанных примеров вариантов осуществления специалисту с обычной квалификацией в данной области техники будут теперь понятны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным примерам вариантов осуществления.

1. Генерирующая аэрозоль система, содержащая:

часть (3) для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата;

испаритель (7), содержащий нагревательный элемент, имеющий структуру, образующую внутренний канал с открытым концом;

микронасос (5), выполненный с возможностью доставки жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента; и

трубчатый сегмент (6), через который жидкий образующий аэрозоль субстрат доставляется от микронасоса к испарителю;

причем нагревательный элемент представляет собой конический нагревательный элемент, проходящий от трубчатого сегмента в продольном направлении, а испаритель выполнен с возможностью нагрева доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата во внутреннем канале до температуры, достаточной для испарения по меньшей мере части доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата.

2. Генерирующая аэрозоль система по п.1, в которой микронасос (5) выполнен с возможностью доставки определенного количества жидкого образующего аэрозоль субстрата из части (3) для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента при осуществлении одного цикла накачки.

3. Генерирующая аэрозоль система по п.1 или 2, дополнительно содержащая камеру, в которую доставляется жидкий образующий аэрозоль субстрат, причем нагревательный элемент расположен внутри указанной камеры дальше по ходу потока относительно выпускного отверстия микронасоса, через которое осуществляется доставка жидкого образующего аэрозоль субстрата.

4. Генерирующая аэрозоль система по п.1, в которой испаритель (7) расположен дальше по ходу потока относительно открытого конца трубчатого сегмента (6).

5. Генерирующая аэрозоль система по п.1 или 4, в которой трубчатый сегмент (6) содержит капиллярную трубку.

6. Генерирующая аэрозоль система по п.1, 4 или 5, в которой

испаритель (7) содержит нагревательную катушку, проходящую вокруг участка трубчатого сегмента (6).

7. Генерирующая аэрозоль система по п.1, 4 или 5, в которой испаритель (7) содержит нагревательную катушку, проходящую от трубчатого сегмента (6) в продольном направлении.

8. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп.1-7, в которой часть (3) для хранения жидкости содержит жесткую емкость и обратный клапан (18), который выполнен с возможностью пропускания воздуха в емкость при доставке жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента.

9. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп.1-7, в которой часть для хранения жидкости содержит гибкую емкость по меньшей мере с одной подвижной стенкой, которая выполнена с возможностью уменьшения объема части для хранения жидкости при доставке жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к внутреннему каналу нагревательного элемента.

10. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп.1-9, в которой часть (3) для хранения жидкости содержит перегородку (19) для повторной заправки части для хранения жидкости жидким образующим аэрозоль субстратом.

11. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп.1-10, в которой часть (3) для хранения жидкости содержит обратный клапан (18), расположенный между частью для хранения жидкости и микронасосом.

12. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп.1-11, в которой расход доставляемого жидкого образующего аэрозоль субстрата через микронасос (5) находится в пределах от 0,5 до 2 микролитров в секунду.

13. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп.1-12, содержащая основной узел и картридж, причем картридж съемно соединен с основным узлом, основной узел содержит источник питания (1), часть (3) для хранения жидкости расположена в картридже, и микронасос (5) расположен в основном узле.

14. Картридж для генерирующей аэрозоль системы по п.12, содержащий часть (3) для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы.

15. Способ генерирования аэрозоля, включающий в себя этапы, на которых:

помещают жидкий образующий аэрозоль субстрат в часть (3) для хранения жидкости;

осуществляют доставку, посредством микронасоса (5), жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости через трубчатый сегмент (6) к внутреннему каналу внутри нагревательного элемента испарителя (7), причем нагревательный элемент представляет собой конический нагревательный элемент, проходящий от трубчатого сегмента в продольном направлении; и

нагревают, посредством испарителя, доставленный жидкий образующий аэрозоль субстрат во внутреннем канале до температуры, достаточной для испарения по меньшей мере части доставленного жидкого образующего аэрозоль субстрата.