Устройство для генерирования аэрозоля с помощью лазера
Предложено устройство (10) для генерирования аэрозоля. Устройство содержит мишень (11), лазерный излучатель (13), выполненный, при использовании, с возможностью испускания света и испарения испаряемого материала на мишень, и, при необходимости, световод (14), предназначенный для направления света, испускаемого лазерным излучателем, на мишень. Предложена также система генерирования аэрозоля, содержащая устройство для генерирования аэрозоля и также содержащая наружный корпус (400А, 400В) для размещения, при использовании, устройства для генерирования аэрозоля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования аэрозоля, имеющему источник лазерного излучения для испарения жидкого, гелеобразного или твердого вещества.
Системы для генерирования аэрозоля, такие как электронные сигареты, завоевывают все большую популярность среди пользователей. Принцип действия таких электронных сигарет обычно заключается в доставке ароматизированного аэрозоля пользователю без сжигания вещества. Некоторые известные устройства содержат капиллярный фитиль и спиральный нагреватель, который может быть активирован пользователем, например, при всасывании, приложенном к мундштуку устройства, или путем активирования кнопки на устройстве. Это действие включает источник питания от аккумуляторной батареи, который приводит в действие нагреватель, испаряющий жидкий, гелеобразный или твердый материал. Всасывание, приложенное к мундштуку, также приводит к втягиванию воздуха в устройство через одно или несколько впускных отверстий для воздуха и в направлении мундштука через капиллярный фитиль, при этом пар, который образуется возле капиллярного фитиля, смешивается с воздухом из впускного отверстия для воздуха и перемещается к мундштуку в виде аэрозоля.
Одна из конкретных проблем, часто возникающая при разработке таких систем для генерирования аэрозоля, связана с тем, как эффективно нагревать материал без сжигания. В системах предшествующего уровня техники нагреватели могут содержать любое из керамических, соленоидальных, индукционных средств нагрева, ультразвуковых средств нагрева и/или пьезоэлектрических средств нагрева. В частности, установлено, что конструкция из соленоидального нагревателя и фитиля обеспечивает эффективные средства для нагрева вещества без сжигания. Однако для нагрева соленоидального нагревателя может понадобиться некоторое время, поэтому пользователю не всегда просто управлять получаемым в результате нагревом.
Целью настоящего изобретения является создание системы генерирования аэрозоля, которая устраняет вышеупомянутые затруднения, в том числе обеспечивает усовершенствованные средства для нагрева вещества без сжигания.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что для усиления ощущений от курения системы генерирования аэрозоля, такой как электронная сигарета, в процессе нагрева требуется большая степень гибкости и управления.
Следовательно, в одном аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для генерирования аэрозоля, которое содержит мишень и лазерный излучатель, выполненный с возможностью испускания света для испарения испаряемого вещества на мишень при использовании. Устройство для генерирования аэрозоля может быть выполнено с возможностью доставки аэрозоля пользователю через мундштук. Данное устройство для генерирования аэрозоля может в особенности подходить для использования в системе генерирования аэрозоля, например, в электронной сигарете. Предпочтительно, устройство также содержит световод для направления света, испускаемого лазерным излучателем, на мишень.
Лазерный излучатель можно рассматривать как любое устройство, испускающее лазерный свет. Лазерный излучатель отличается от других источников света тем, что он испускает когерентный свет, т.е. свет в целом находится в одной фазе и имеет одинаковую или схожую длину волны. Использование в качестве средства для нагрева испаряемого вещества лазерного излучателя, который может представлять собой лазерный диод полупроводникового типа, обеспечивает преимущество по сравнению с обычными средствами для нагрева, например, по сравнению с соленоидальным нагревателем, заключающееся в том, что пользователю проще управлять количеством тепла, подаваемого на материал.
Лазерный излучатель предпочтительно может испускать свет в спектре длин волн, соответствующих пику поглощения поверхности материала мишени, при этом данный спектр длин волн предпочтительно представляет собой инфракрасный (ИК) спектр. Например, данный диапазон длин волн может составлять от 375 до 3500 нанометров, более предпочтительно от 700 до 1000 нанометров (в ИК диапазоне), еще более предпочтительно около 785 нанометров.
В указанном устройстве для направления луча света, испускаемого лазерным излучателем, в точку, в которой жидкость должна испаряться на мишени, предпочтительно используется световод. Световод может быть определен как волноводное устройство, которое переносит свет от источника света (лазерного излучателя в настоящем изобретении) в точку, расположенную на расстоянии от него, с минимальными потерями, например, посредством полного внутреннего отражения света. Световоды обычно изготовлены из оптических материалов типа, например, акриловой смолы, поликарбоната, эпоксидных смол и стекла, при этом в контексте настоящего изобретения световод может быть выполнен в форме светопроводящей пластины.
Световод преимущественно представляет собой элемент, отдельный от лазерного излучателя и/или мишени. Световод предпочтительно может быть размещен в устройстве для генерирования аэрозоля в промежуточном положении между мишенью и лазерным излучателем.
Для сравнения, линза может быть определена как оптическое устройство, предназначенное для фокусировки или рассеивания света путем преломления. Устройство для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать линзу, расположенную между лазерным излучателем и световодом, обеспечивающую фокусирующее средство для света, который испускается лазерным излучателем и перемещается вдоль световода к мишени. В совокупности световод и линза представляют собой узел, направляющий и фокусирующий свет от лазерного излучателя на мишень таким образом, чтобы его можно было точно рассчитать и реализовать.
Термин «испаряемый», используемый в данном документе, имеет обычное значение в области техники и относится к материалу, который может быть преобразован из твердого, гелеобразного или жидкого состояния в газообразное состояние при нагревании. Таким образом, испаряемый материал может быть одним или несколькими материалами из жидкого, твердого и гелеобразного материала. Термины «аэрозолеобразующий материал» и «испаряемый материал» могут употребляться в данном документе как взаимозаменяемые.
Жидкий материал может содержать табак или ароматизаторы, содержащие табак. Кроме того, или в качестве альтернативы, жидкий материал может содержать ароматизаторы, не содержащие табак. Жидкость, подлежащая испарению, может также содержать производные пропиленгликоля, глицерина или гликоля и их смеси.
В том случае, если испаряемый материал представляет собой гелеобразный материал, указанный гелеобразный материал может содержать Никогель (никотиновый гель). В том случае, если испаряемый материал представляет собой твердый материал, указанный твердый материал может содержать твердый табак или курительный воск. Испаряемый гелеобразный или твердый материал может также содержать производные пропиленгликоля, глицерина или гликоля и их смеси.
Термин «аэрозоль» в целом можно понимать как твердую или жидкую частицу, взвешенную в газе (например, воздухе), термин «пар» в целом можно понимать как вещество в газообразной фазе, которое перешло, например, из жидкой фазы. Однако названия «аэрозоль» и «пар» представляют собой общие термины и не являются взаимоисключающими. В частности, помимо аэрозоля, пар также может быть образован в непосредственной близости от мишени.
В некоторых случаях сам испаряемый материал может быть мишенью, или мишень может содержать испаряемый материал, или может иметь испаряемый материал, связанный с ней или находящийся в непосредственной близости к ней.
В случае, когда испаряемый материал представляет собой жидкость, в устройстве для генерирования аэрозоля может быть предусмотрен фитиль для подачи жидкости, предназначенной для испарения, из резервуара с содержащейся в нем жидкостью, к используемой мишени. В некотором примере для использования в устройстве для генерирования аэрозолей мишень может быть пропитана жидкостью до ее вставления в устройство.
В особенности, в случае, когда испаряемый материал представляет собой жидкость, и для подачи указанной жидкости в зону испарения, то есть на мишень, используется фитиль, источник лазерного излучения может быть установлен на отдалении от зоны испарения с использованием световода, поэтому риск утечки жидкости из резервуара, которая разбрызгивается на линзу или лазерный излучатель, уменьшается.
При этом стенки световода предпочтительно тонкие по сравнению с его длиной. Например, ширина световода может составлять от 2 мм, а его длина может составлять 4 см. В другом примере отношение ширины к длине световода может составлять от 1:5 до 1:100, более предпочтительно, от 1:10 до 1:50, еще более предпочтительно 1:20. Следовательно, в примерах с использованием жидких испаряемых веществ, если возникают брызги от жидкости в резервуаре на световод, площадь поверхности таких брызг относительно невелика.
Световод при его наличии в целом может быть размещен очень близко к мишени, поэтому в случае утечки жидкости из резервуара, приводящей к появлению брызг на световоде, рассеяние лазерного света, выходящего из световода, является незначительным и поэтому результирующая плотность мощности, подаваемая к мишени, подвергается лишь незначительным изменениям. Наконец, размещение световода очень близко к мишени означает, что брызги любой вытекающей из резервуара жидкости могут абсорбироваться и находиться внутри мишени, прежде чем они достигнут световода.
В примерах настоящего изобретения мишень может представлять собой ячеистую структуру, обеспечивающую, в частности, эффективное удержание жидкости, предназначенной для испарения.
Мишень может содержать волокна или нити. В частности, ячеистая структура мишени, содержащая волокна или нити, может быть особенно предпочтительной для удержания испаряемой жидкости.
Материал мишени может содержать Кевлар, керамику и/или металл. В одном примере мишень представляет собой ячеистую структуру, содержащую Кевларовую нить. В другом примере мишень представляет собой ячеистую структуру, содержащую пенокерамику. В еще одном примере мишень представляет собой ячеистую структуру, содержащую металлическую проволочную сетку.
В наиболее предпочтительных примерах, в которых испаряемый материал представляет собой жидкость, мишень может содержать первую область и вторую область, причем материал первой области имеет более низкую плотность, чем материал второй области, в результате чего жидкость вытягивается из первой области во вторую область за счет капиллярного эффекта. Один из способов достижения этой цели состоит в том, чтобы как первая область, так и вторая область содержала волокна или нить из одного и того же материала, причем волокна или нить в первой области толще волокон или нити во второй области. Другой способ достижения этой цели состоит в том, чтобы первая область и вторая область содержали волокна или нити из разных материалов, причем материал в первой области имеет более низкую плотность, чем материал во второй области. В каждой из этих конструкций указанные первая и вторая области мишени могут соединяться на фитиле, который может быть изготовлен из того же материала, что и вторая область.
Наличие разной плотности между первой и второй областями способствует вытягиванию жидкости из первой области во вторую область за счет капиллярного эффекта. Таким образом, световод устройства для генерирования аэрозоля может быть выполнен с возможностью направления света на вторую область мишени, в которой концентрация жидкости выше, повышая, тем самым, эффективность устройства.
Для дальнейшего повышения эффективности лазерный излучатель устройства для генерирования аэрозоля может быть выполнен с возможностью испускания света в спектре длин волн, соответствующем пику поглощения материала поверхности мишени, например, 785 нанометров.
Предпочтительно, лазерный излучатель может излучать свет в инфракрасной области спектра, при этом материал поверхности мишени может иметь пик поглощения в инфракрасной области спектра. Например, инфракрасная область спектра может находиться в диапазоне от 700 до 1000 нанометров. Если материал мишени по существу более чувствителен к свету, например, к спектру длины волны УФ излучения, то на мишень может быть нанесено покрытие, наиболее чувствительное к ИК излучению, для того, чтобы сместить положение пика поглощения мишени в сторону спектра длины волны ИК излучения.
В одном примере, в котором мишень содержит в основном Кевларовые волокна, поглощающие, как правило, преимущественно УФ излучение, на мишень может быть нанесено покрытие, наиболее чувствительное к спектру длины волны ИК излучения для оптимизации количества ИК излучения, поглощаемого Кевларовыми волокнами, повышая тем самым эффективность испарения жидкости в устройстве для генерирования аэрозоля.
Устройство для генерирования аэрозоля может также содержать резервуар для размещения испаряемого вещества, при этом резервуар выполнен с возможностью его извлечения из устройства для генерирования аэрозоля. В том случае, если испаряемый материал представляет собой жидкость, резервуар предпочтительно содержит жидкость, предназначенную для испарения, при этом при использовании жидкость может выходить из резервуара через фитиль.
Помимо резервуара, устройство для генерирования аэрозоля может также содержать перфорируемый элемент, расположенный между резервуаром и мишенью, который препятствует проточному сообщению между указанным резервуаром и мишенью, пока при использовании в указанном элементе не будет проделано отверстие. Перфорируемый элемент, который может представлять собой элемент из фольги, может быть выполнен с возможностью прокалывания непосредственно фитилем, который может быть протолкнут через перфорируемый элемент, обеспечивая поступление жидкости к мишени. Преимущество использования перфорируемого элемента состоит в том, что жидкость может содержаться в резервуаре до тех пор, пока устройство для генерирования аэрозоля не будет готово к использованию пользователем, сохраняя, тем самым, жидкость свежей до использования.
В одном примере могут использоваться два или большее количество резервуаров (в конструкции с «разделенным резервуаром»), причем каждый резервуар содержит жидкость для испарения, которая может быть одной и той же жидкостью, или же жидкости могут быть разными. Если жидкость одна и та же, то предпочтительнее использовать разделенный резервуар вместе с одним или несколькими перфорируемыми элементами, в результате чего пользователь имеет большую свободу действий при выборе количества частей одновременно выпускаемой жидкости, например, для регулирования концентрации произведенного аэрозоля. Если жидкости в каждом резервуаре разные, то пользователь может выбирать предпочтительный ароматизатор или сколько ароматизаторов жидкости использовать одновременно, в соответствии со вкусовыми предпочтениями пользователя.
При использовании нескольких резервуаров, указанные резервуары могут быть выполнены с возможностью защелкивания вместе, с целью формирования единого узла. Перед сборкой указанных двух или большего количества резервуаров способом защелкивания может использоваться воздухонепроницаемая блистерная фольга для разделения каждого резервуара, а также для предотвращения случайного прокалывания перфорируемого элемента, если указанный элемент установлен.
Кроме того, при использовании нескольких резервуаров, для каждого резервуара может быть предусмотрена одна мишень. Для каждого резервуара могут использоваться один лазер и один световод и при необходимости, линзовый узел, при этом каждый из указанных компонентов может находиться в фиксированном взаимном расположении относительно друг друга. Как вариант, может использоваться отдельный лазер и световод и, при необходимости, линзовый узел, при этом по меньшей мере световод и, при необходимости, линзовый узел выполнены с возможностью перемещения, предпочтительно с возможностью поворота относительно мишеней, благодаря чему разные мишени могут нагреваться в разное время.
В другом аспекте настоящего изобретения предложена система генерирования аэрозоля, содержащая устройство для генерирования аэрозоля, как определено выше, при этом система также содержит наружный корпус для размещения указанного устройства, вследствие чего последнее по меньшей мере частично находится внутри указанного наружного корпуса.
В некоторых примерах конструкции компонентов системы генерирования аэрозоля устройство для генерирования аэрозоля (содержащее мишень, фитиль, лазерный излучатель и световод) может быть выполнено, по меньшей мере частично, вставляемым и удаляемым из наружного корпуса.
В некоторых примерах конструкции компонентов системы генерирования аэрозоля лазерный излучатель может быть выполнен с возможностью размещения и удержания в наружном корпусе, резервуар может быть выполнен с возможностью вставления в контакте с наружным корпусом, при этом резервуар и мишень могут быть с выполнены с возможностью удаления из наружного корпуса.
Система может также содержать электронные средства контроля, обеспечивающие возможность приведения в действие лазерного излучателя после размещения устройства для генерирования аэрозоля в наружном корпусе. В отдельных случаях электронные средства контроля могут обеспечивать возможность приведения в действие лазерного излучателя лишь после размещения устройства для генерирования аэрозоля в наружном корпусе, а не в случае отсутствия устройства для генерирования аэрозоля в наружном корпусе. Электронные средства контроля выполняют функцию предохранительного устройства, так что лазерный излучатель не может испускать свет, если он не находится в наружном корпусе, а другие компоненты расположены на своих местах относительно лазерного излучателя. Электронные средства контроля могут представлять собой, например, оптический или иной бесконтактный датчик для определения наличия устройства для генерирования аэрозоля.
Резервуар и мишень могут, по меньшей мере частично, иметь форму в виде полого цилиндра, причем резервуар, по меньшей мере частично, окружает мишень, при этом резервуар и наружный корпус выполнены с возможностью поворота относительно друг друга, в результате чего относительный поворот резервуара по отношению к наружному корпусу приводит к относительному повороту между световодом и мишенью, что приводит к тому, что свет, испускаемый лазерным излучателем, попадает на мишень в разных частях по всему ее периметру.
Следует понимать, что все признаки и преимущества, связанные с направляющим устройством для направления аэрозоля системы генерирования аэрозоля, как описано выше, могут в равной степени применяться в системе генерирования аэрозоля.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ получения аэрозоля с помощью устройства для генерирования аэрозоля или системы генерирования аэрозоля, при этом способ включает генерирование лазерного света лазерным излучателем и направление лазерного света для образования аэрозоля из испаряемого материала. В вариантах выполнения способ может включать направление лазерного света с помощью световода.
Устройство для генерирования аэрозоля, используемое с этим способом, может представлять собой устройство, выполненное с возможностью подачи аэрозоля пользователю через мундштук. Лазерный свет может направляться на мишень и/или испаряемый материал. Сам испаряемый материал может быть мишенью, или мишень может содержать испаряемый материал, мишень может быть связана с ним, или находиться в непосредственной близости к данному испаряемому материалу.
Некоторые предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения ниже описаны посредством примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1А, 1В и 1С изображают устройство для генерирования аэрозоля, в соответствии с примером настоящего изобретения, соответственно, на виде спереди, на виде сбоку и в разобранном виде;
Фиг. 2 изображает вид спереди мишени и фитиля для использования в устройствах для генерирования аэрозоля, в соответствии с примером настоящего изобретения;
Фиг. 3А, 3В и 3С изображают конструкцию резервуара с двумя разделенными частями, причем одна часть указанной конструкции разделенного резервуара показана, соответственно, на виде спереди и на виде в аксонометрии;
Фиг. 4А и 4В изображают вид сбоку системы генерирования аэрозоля, в соответствии с примерами настоящего изобретения;
Фиг. 5А и 5В изображают вид сбоку предохранительные средства системы генерирования аэрозоля в виде электронных средств контроля, в соответствии с примерами настоящего изобретения; и
Фиг. 6А и 6В изображают устройство для генерирования аэрозоля в соответствии с другим примером настоящего изобретения, соответственно, на виде спереди и на виде сбоку.
Перед описанием нескольких иллюстративных вариантов выполнения изобретения следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается деталями конструкции или технологическими этапами, изложенными далее в описании. Специалистам, использующим настоящее изобретение, следует понимать, что оно допускает другие варианты выполнения и применения на практике или осуществления различными способами.
На Фиг. 1А, 1В и 1С устройство 10 для генерирования аэрозоля, выполненное в соответствии с одним примером настоящего изобретения, показано, соответственно, на виде спереди, виде сбоку и в разобранном виде. В стандартной конструкции устройство 10 содержит мишень 11, четыре фитиля 12 для перемещения, при использовании устройства, подлежащей испарению жидкости 17 из резервуара 18, предназначенного для размещения перемещаемой жидкости, к мишени 11, лазерный излучатель 13, который может представлять собой лазерный диод 13, выполненный с возможностью, при использовании устройства, испускания света и испарения жидкости 17 на мишени 11, световод 14 для направления света, испускаемого лазерным излучателем 13, на мишень 11. Устройство 10, в соответствии с Фиг. 1А, 1В и 1С, также содержит резервуар 18, содержащий жидкость 17, электронные средства 16 контроля и аккумуляторную батарею 19.
На Фиг. 1А, 1В и 1С показано, что резервуар 18 представляет собой полый цилиндр с содержащейся в нем жидкостью 17, мишень 11 также представляет собой полый цилиндр, расположенный внутри резервуара, при этом мишень 11 имеет четыре фитиля 12, присоединенные к ней и проходящие в резервуар 18 таким образом, чтобы он был проточно соединен с жидкостью 17. Световод 14 расположен внутри мишени 11 и направляет свет, испускаемый лазерным излучателем 13, в направлении мишени 11. Несмотря на то, что в примере, изображенном на Фиг. 1А, 1В и 1С, показаны четыре фитиля 12, цель настоящего изобретения может быть также достигнута с использованием одного или нескольких фитилей. В другом примере, не показанном на чертежах, жидкость может перемещаться к мишени альтернативными способами, например, посредством капиллярного действия одной или нескольких трубок.
На Фиг. 1А можно увидеть, что световод 14 состоит из двух светопроводящих пластин, расположенных близко друг к другу, при этом одна светопроводящая пластина направляет свет вверх к мишени 11, а другая светопроводящая пластина направляет свет вниз к той же самой мишени 11 (хотя в другом примере, не показанном на чертежах, может использоваться одна светопроводящая пластина). На Фиг. 1В видно, что светопроводящие пластины расположены под углом до 45 градусов в точке выхода света, что обеспечивает очень точное и регулируемое перенаправление света. Лазерный излучатель может испускать свет в ИК спектре длин волн (например, от 700 до 1000 нанометров или более, предпочтительно 785 нанометров). На Фиг. 1С показано, что свет, испускаемый лазерным излучателем 13, сначала посылается через линзу 15, которая может адаптировать излучаемое лазерное изображение, размер которого может составлять, например, 1 микрометр × 100 микрометров, до окончательного размера, например, 0,1 миллиметра × 10 миллиметров, прежде чем он достигнет световода 14. В вариантах приведенного выше примера линза и/или световод 14 могут быть исключены.
Мишень 11 может представлять собой ячеистую структуру, например, с частичным покрытием из Кевларовых нитей, которая пропитана жидкостью 17, поступающей из резервуара 18 через фитили 12. Кевларовые нити преимущественно поглощают ультрафиолетовый свет и, поэтому, покрытие предпочтительно содержит материал, который в основном поглощает инфракрасный свет, чтобы взаимодействовать с инфракрасным светом, испускаемым лазерным излучателем 13. В альтернативных примерах, не показанных на чертежах, ячеистая структура может представлять собой пенокерамику или металлическую проволочную сетку.
На Фиг. 2 показан увеличенный вид мишени 21 устройства для генерирования аэрозоля. Мишень 21 представляет собой ячеистую мишень, состоящую из двух разных областей, имеющих различное качество нити. Первая область 21А содержит более толстые волокна, переплетенные менее плотно, чем во второй области 21В, более тонкие волокна которой более плотно переплетены. Такая конструкция призвана обеспечивать градиент в капиллярных силах между первой областью 21А и второй областью 21В, в результате чего жидкость будет поступать из первой области 21А во вторую область 21В посредством капиллярного эффекта. В этом примере указанные две разные области нити соединяются в фитиле 22. Лазерный свет от лазерного излучателя посредством световода предпочтительно может быть направлен на более тонкие волокна плотной нити, в которых жидкость концентрируется для того, чтобы максимально увеличить количество происходящего испарения.
На Фиг. 3А, 3В и 3С проиллюстрирована конструкция с разделенным резервуаром и мишенью. При этом могут использоваться различные ароматизаторы 37А, 37В жидкости, содержащиеся в резервуарах 38А, 38В. Таким образом, пользователю в любое время при курении предоставляется свобода действий при выборе ароматизатора испаряемой жидкости 37А, 37В. Два резервуара 38А, 38В могут быть расположены вместе с использованием соединительного устройства, например, механизма защелкивания, как показано на чертеже, тугой посадки, фрикционной посадки или другого соответствующего крепления. Резервуары 38А, 38В могут быть выполнены с возможностью вставления в наружный корпус системы генерирования аэрозоля и удаления из него. Таким образом, данная система генерирования аэрозоля может использоваться повторно, при этом резервуары, содержащие одинаковую или разные жидкости, могут быть по желанию заменены пользователем, например, после испарения всей содержащейся в них жидкости, или если они захотят получать при курении жидкость с другим ароматизатором.
До использования сменный резервуар может быть упакован в воздухонепроницаемую блистерную упаковку 310, закрытую с использованием мембраны из фольги, как показано на Фиг. 3С, которая может быть снята пользователем для получения доступа к резервуару. В некоторых примерах фитиль 32А уже установлен таким образом, что он проходит в резервуар 38А, 38В и готов к использованию. Однако в другом примере, как это показано на Фиг. 3В, устройство для генерирования аэрозоля также содержит перфорируемый элемент 300, расположенный между резервуаром 38В и мишенью 32А и препятствующий проточному сообщению между резервуаром 38А и 38В и мишенью 31 до тех пор, пока в указанном перфорируемом элементе 300 при использовании не будет проделано отверстие. В примере, показанном на Фиг. 3В, после того, как пользователь снял блистерную упаковку 310, он может использовать, например, фитиль 32В, для прокалывания элемента 300, для обеспечения проточного сообщения между резервуаром 38В и мишенью 31 через фитиль 32В.
Теперь обратимся к Фиг. 4А и 4В, на которых показаны две различные схемы систем 40А, 40В генерирования аэрозоля. В обоих случаях система 40А, 40В генерирования аэрозоля содержит мишень 41А, 41В, фитили 42А, 42В, лазерный излучатель 43А, 43В, световод 44А, 44В, линзы 45А, 45В, электронные средства 46А, 46В контроля, жидкость 47А, 47В, содержащуюся в резервуаре 48А, 48В, аккумуляторную батарею 49А, 49В, мундштук 410А, 410В и наружный корпус 400А, 400В.
Отличие между системами 40А, 40В, показанными на Фиг. 4А и 4В, состоит в том, что наружный корпус 400А системы 40А выполнен с возможностью размещения в нем всего устройства для генерирования аэрозоля, при этом система 40А показана полностью собранной, наружный корпус 400А находится в контакте с мундштуком 410А. Для сравнения, наружный корпус 400В системы 40В находится в контакте с резервуаром 48В, при этом система 40В на Фиг. 4В показана в частично вставленном положении. При этом аккумуляторная батарея 49В, электронные средства 46В контроля, лазерный излучатель 43В и световоды 44В расположены в наружном корпусе 400В и установлены в нем. Резервуар 48В может входить в наружный корпус 400В посредством защелкивающегося механизма. Резервуар 48В расположен на переднем конце системы генерирования аэрозоля, которая может представлять собой электронную сигарету, на которой установлен мундштук 410В.
Как показано на Фиг. 4А и 4В (но применимо к любому из примеров, показанных на чертежах), резервуар 48А, 48В может быть изготовлен из прозрачного материала, поэтому пользователь может видеть уровень оставшейся жидкости 47А, 47В в резервуаре 48А, 48В. Это указывает пользователю на необходимость замены резервуара 48А, 48В или на то, что содержащаяся в резервуаре жидкость 47А, 47В должна быть пополнена. В каждом примере резервуар 48А, 48В может быть без труда заменен и годится для разового применения.
В том случае, когда имеется несколько резервуаров 48А, 48В, направление света, выходящего из световода 44А, 44В, может быть изменено при повороте световода 44А, 44В или при повороте световода 44А, 44В и линзы 45А, 45В или при повороте всего узла из световода 44А, 44В, линзы 45А, 45В и лазерного излучателя 43А, 43В. Следовательно, один узел лазерного излучателя 43А, 43В и световода 44А, 44В может быть использован с несколькими резервуарами 48А, 48В, содержащими разные жидкости 47А, 47В, причем каждый из них имеет свой собственный фитиль 42А, 42В и узел мишени 41А, 41В, при этом поворот соответствующих компонентов, выполняемый пользователем, предполагает использование разных фитилей 42А, 42В, связанных с нагреванием разных резервуаров 48А, 48В. Как вариант, каждый резервуар и мишень могут иметь узел из лазерного излучателя 43А, 43В, линзы 45А, 45В и световода 44А, 44В.
Дополнительные преимущества системы любого из примеров, показанных на чертежах, предусматривают то, что источник питания лазерного излучателя 43А, 43В находится далеко от зоны испарения, благодаря размещению световода 44А, 44В и, следовательно, уменьшается риск утечки жидкости 47А, 47В из резервуара 48А, 48В, которая разбрызгивается на линзу 45А, 45В, лазерный излучатель 43А, 43В или электронные средства 46А, 46В контроля.
Световод 44А, 44В относительно узкий, по сравнению с его длиной, например, ширина световода может составлять от 2 мм, а его длина может составлять 4 см, следовательно, при любом возникновении брызг жидкости в световоде внутри резервуара 48А, 48В площадь поверхности таких брызг относительно невелика.
Кроме того, световод 44А, 44В в целом может размещаться очень близко к мишени 41А, 41В, и поэтому в случае утечки жидкости из резервуара 48А, 48В, приводящей к появлению брызг на световоде 44А, 44В, рассеяние лазерного света, выходящего из световода 44А, 44В, незначительное и поэтому результирующая плотность мощности, подаваемая к мишени 41А, 41В, подвергается лишь незначительным изменениям. В результате, размещение световода 44А, 44В очень близко к мишени 41А, 41В означает, что брызги любой вытекающей из резервуара 48А, 48В жидкости могут абсорбироваться и находиться внутри мишени 48А, 48В, прежде чем они достигнут световода 44А, 44В.
Несмотря на то, что это и не показано на Фиг. 1А, 1В, 1С, 2, 3А, 3В, 3С, 4А и 4В, в другом примере настоящего изобретения отсутствует фитиль, при этом мишень пропитывается испаряемым жидким материалом до ее вставления в устройство для генерирования аэрозоля с целью использования.
На Фиг. 5А и 5В показаны несколько предохранительных устройств, которые могут быть включены в систему генерирования аэрозоля, представленную на любом из чертежей. Они помогают избежать нежелательных лазерных лучей, например, в случае отсутствия резервуара с испаряемым материалом, вставленного в систему генерирования аэрозоля. На Фиг. 5А электрическая предохранительная схема замкнута, когда резервуар вставлен в приемную часть электронных средств 56А контроля. Лазерный излучатель может быть включен только при замкнутой цепи. Помимо предохранительной функции, могут быть определены различные ароматизаторы жидкости, содержащейся в резервуаре 58А, путем придания различным ароматизаторам жидкости разных значений сопротивления.
На Фиг. 5В показано другое предохранительное устройство, которое может быть размещено в системе генерирования аэрозоля, в котором до включения лазерного излучателя необходимо разомкнуть или закрыть световой барьер. Геометрическая форма резервуара 58В подобрана так, чтобы он точно размещался в приемной части электронных средств 56В контроля.
На Фиг. 6А и 6В показан пример устройства 60 для генерирования аэрозоля, в котором используемый испаряемый материал представляет собой твердый материал или гель, однако лазерный излучатель не показан; на Фиг. 6А представлен вид спереди, на Фиг. 6В представлен вид сбоку.
Устройство 60 содержит мишень 61, которая в данном случае представляет собой твердый или гелеобразный испаряемый материал. Также показан световод 64 для направления света, испускаемого лазерным излучателем (не показан на Фиг. 6А или 6В) на мишень 61. Когда свет достигает мишени или испаряемого материала 61, указанный материал переходит в газообразное состояние, так что он становится доступным для курения.
В формуле изобретения ни один из номеров позиций, помещенных в круглые скобки, не следует толковать как ограничивающий формулу изобретения. Кроме того, использование терминов в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. Кроме того, использование вводных фраз «по меньшей мере один» или «один или более» в формуле изобретения не должно истолковываться так, чтобы подразумевать то, что введение другого элемента формулы изобретения первый раз в единственном числе ограничивает все конкретные пункты, содержащие этот вводимый элемент формулы изобретения, изобретениями, содержащими только один такой элемент, даже когда этот же пункт формулы изобретения включает в себя вводные фразы "один или более" или "по меньшей мере, один" и явное указание на единственное число. То же самое относится к повторному использованию элементов. Если не указано иное, такие термины, как «первый» и «второй», используются для произвольного разграничения между элементами, которые описывают такие термины. Таким образом, эти термины не обязательно предназначены для указания временной или иной приоритетности таких элементов. Сам факт, что определенные критерии перечислены во взаимно различных пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих критериев не может быть использована для получения положительного эффекта.
Следует понимать, что отличительные признаки, описанные применительно к любому примеру варианта выполнения настоящего изобретения, могут быть при необходимости использованы в равной мере применительно к любому примеру.
1. Устройство (10) для генерирования аэрозоля, содержащее мишень (11), лазерный излучатель (13), выполненный с возможностью испускания света на мишень для испарения испаряемого материала (17), резервуар (18) для размещения испаряемого материала, и световод (14) для направления на мишень света, испускаемого лазером, причем резервуар и мишень выполнены, по меньшей мере частично, в виде соответствующих полых цилиндров, при этом резервуар, по меньшей мере частично, окружает мишень, причем указанный световод расположен внутри мишени.
2. Устройство по п.1, в котором мишень содержит волокна или нити.
3. Устройство по п.1 или 2, в котором материал мишени содержит Кевлар, керамику и/или металл.
4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором мишень содержит первую область и вторую область, причем материал первой области имеет более низкую плотность, чем материал второй области, в результате чего жидкость вытягивается из первой области во вторую область посредством капиллярного эффекта.
5. Устройство по п.4, в котором как первая область, так и вторая область содержит волокна или нити из одного и того же материала, причем волокна или нити в первой области толще, чем волокна или нити во второй области.
6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором лазерный излучатель выполнен с возможностью испускания света в спектре длин волн, которые соответствуют пику поглощения материала поверхности мишени.
7. Устройство по п.6, в котором лазерный излучатель выполнен с возможностью испускания света в инфракрасной области спектра, при этом материал поверхности мишени имеет пик поглощения в инфракрасной области спектра.
8. Устройство по любому из пп.1-7, в котором резервуар выполнен с возможностью извлечения из устройства для генерирования аэрозоля.
9. Устройство по п.8, содержащее перфорируемый элемент, расположенный между резервуаром и мишенью и препятствующий проточному сообщению между резервуаром и мишенью, пока при использовании в указанном элементе не будет проделано отверстие.
10. Система генерирования аэрозоля, содержащая устройство для генерирования аэрозоля по любому из пп.1-9, при этом система содержит наружный корпус для размещения устройства для генерирования аэрозоля.
11. Система по п.10, в которой устройство для генерирования аэрозоля выполнено с возможностью, по меньшей мере частичного, размещения в наружном корпусе и удаления из него.
12. Система по п.10 или 11, в которой лазерный излучатель выполнен с возможностью размещения и удержания в наружном корпусе, причем резервуар выполнен с возможностью размещения в контакте с наружным корпусом, при этом резервуар и мишень выполнены с возможностью удаления из наружного корпуса.
13. Система по любому из пп.10-12, которая содержит электронные средства контроля, обеспечивающие возможность приведения в действие лазерного излучателя после размещения устройства для генерирования аэрозоля в наружном корпусе.
14. Система по любому из пп.10-13, в которой резервуар и наружный корпус выполнены с возможностью поворота относительно друг друга, так что относительный поворот резервуара по отношению к наружному корпусу приводит к относительному повороту между световодом и мишенью.
15. Способ получения аэрозоля с помощью устройства для генерирования аэрозоля, включающий генерирование лазерного света лазерным излучателем, использование резервуара для размещения испаряемого материала и направление лазерного света на мишень с помощью световода для образования аэрозоля из указанного испаряемого материала, причем резервуар и мишень выполнены, по меньшей мере частично, в виде соответствующих полых цилиндров, при этом резервуар, по меньшей мере частично, окружает мишень, причем указанный световод расположен внутри мишени.
