УСТРОЙСТВО ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ С УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМ АТОМАЙЗЕРОМ
AEROSOL DELIVERY DEVICE WITH IMPROVED ATOMIZER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, в которых может использоваться электрически вырабатываемое тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может включать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом указанный предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигарет, сигар или курительных трубок, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электрическую энергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сжигания табака. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники, изложенные в уровне техники, как описано в патентах США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и в публикациях заявок на патент США №2013/0255702 под авторством Griffith, Jr. и др. и №2014/0096781 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в заявке на патент США №14/170,838 под авторством Bless и др., поданной 3 февраля 2014 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0003] Предпочтительным является обеспечение парообразующего блока устройства доставки аэрозоля, выполненного с возможностью усовершенствованного парообразования и/или усовершенствованного соединения с блоком питания. Предпочтительным также является обеспечение устройств доставки аэрозоля, изготавливаемых с использованием таких парообразующих блоков.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Раскрытие настоящего изобретения относится к устройствам доставки аэрозоля, способам выполнения таких устройств и элементам этих устройств. Устройства доставки аэрозоля могут в частности включать в себя керамические фитили для образования парообразующих блоков, которые могут быть объединены с блоками питания для образования устройств доставки аэрозоля.
[0005] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение может относиться к атомайзеру, который, в частности, является пригодным для устройства доставки аэрозоля. В частности, атомайзер может содержать по меньшей мере элемент для переноса текучей среды и нагреватель. Элемент для переноса текучей среды может быть образован из жесткого материала и, в частности, может представлять собой пористый монолит, такой как пористая керамика или пористое стекло. Объединенные нагреватель и элемент для переноса текучей среды могут обладать усовершенствованным парообразованием в свете конкретных конфигураций отдельных материалов.
[0006] В некоторых вариантах реализации приведенный в качестве примера атомайзер может содержать: элемент для переноса текучей среды в виде жесткого пористого монолита, причем элемент для переноса текучей среды имеет первый конец, который является сужающимся, и второй конец; и нагреватель по существу конической конфигурации, содержащий внутреннюю область, которая принимает сужающийся первый конец элемента для переноса текучей среды и по существу соответствует ему. В дополнительных вариантах реализации такой атомайзер может быть определен в соответствии с одним или более следующими утверждениями, которые могут быть объединены в любом количестве и порядке.
[0007] Жесткий пористый монолит может быть образован из пористой керамики или пористого стекла.
[0008] Элемент для переноса текучей среды может исключать любой волокнистый материал.
[0009] Элемент для переноса текучей среды может иметь основной корпус с продольной длиной, проходящей между сужающимся первым концом и вторым концом, причем диаметр основного корпуса по существу постоянен вдоль его продольной длины.
[0010] Сужающийся первый конец элемента для переноса текучей среды может образовывать от примерно 5% до примерно 50% общей длины элемента для переноса текучей среды.
[0011] Сужающийся первый конец может сужаться (т.е. постепенно уменьшаться) от первого диаметра, который приблизительно равен диаметру основного корпуса, до второго диаметра, который составляет примерно 50% или менее диаметра основного корпуса элемента для переноса текучей среды.
[0012] Атомайзер может быть задан следующим образом: нагреватель может иметь верхний конец с диаметром, который по существу равен диаметру основного корпуса элемента для переноса текучей среды; причем нагреватель может иметь высоту, которая по существу равна длине сужающегося первого конца элемента для переноса текучей среды; причем нагреватель может иметь нижний конец с диаметром, который составляет примерно 50% или менее диаметра верхнего конца нагревателя.
[0013] Настоящее изобретение может также относиться к атомайзеру, содержащему: элемент для переноса текучей среды в виде жесткого пористого монолита, причем элемент для переноса текучей среды имеет первый конец и второй конец; и нагреватель, контактирующий по меньшей мере с частью внешней поверхности элемента для переноса текучей среды, причем нагреватель выполнен в виде проводящей сетки. В дополнительных вариантах реализации такой атомайзер может быть определен в соответствии с одним или более следующими утверждениями, которые могут быть объединены в любом количестве и порядке.
[0014] Проводящая сетка может быть образована из множества пересекающихся проводящих нитей.
[0015] Проводящая сетка может иметь регулярную структуру из проводящих нитей, образующих параллелограммы (или другие геометрические формы), окружающие изолирующие пространства.
[0016] Изолирующие пространства могут быть открыты или могут быть по меньшей мере частично заполнены.
[0017] Изолирующие пространства могут иметь среднюю собственную площадь от примерно 0,01 мкм до примерно 0,5 мкм.
[0018] Элемент для переноса текучей среды может иметь общую продольную длину, а проводящая сетка может занимать от примерно 10% до примерно 80% общей продольной длины элемента для переноса текучей среды.
[0019] Проводящая сетка может занимать от примерно 30% до примерно 70% общей продольной длины элемента для переноса текучей среды.
[0020] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение, в частности, может относиться к устройству доставки аэрозоля, содержащему атомайзер, если иное не описано в настоящем документе. В частности, такое устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, содержащий композицию предшественника аэрозоля, и второй конец элемента для переноса текучей среды из атомайзера может проходить в резервуар так, чтобы находиться в контакте с композицией предшественника аэрозоля Элемент для переноса текучей среды может впитывать или иным образом переносить композицию предшественника аэрозоля из резервуара к нагревателю, который находиться в термическом соединении с элементом для переноса текучей среды (нагреватель имеет любую конфигурацию, если иное не описано в настоящем документе). Нагреватель расположен снаружи резервуара так, чтобы испарять по меньшей мере часть композиции предшественника аэрозоля, которая переносится из резервуара посредством элемента для переноса текучей среды. Образованный пар может объединяться с воздухом, который втягивается в устройство доставки аэрозоля для образования аэрозоля, который протекает к мундштучному концу устройства доставки аэрозоля и выходит из устройства доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля, содержащее атомайзер, может представлять собой единую цельную конструкцию, в которой размещены все элементы, как описано в настоящем документе, пригодные для образования аэрозоля (например, элементы питания, управления и испарения). Устройство доставки аэрозоля может представлять собой картридж или емкость, которая исключает любой элемент питания (например, не содержит батарею) и/или не содержит элемент управления (например, не содержит печатную монтажную плату с датчиком или другим электронным контроллером на ней).
[0021] Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации:
[0022] Вариант реализации 1: Атомайзер, содержащий: элемент для переноса текучей среды в виде жесткого пористого монолита, причем элемент для переноса текучей среды имеет первый конец, который является сужающимся, и второй конец; нагреватель по существу конической конфигурации, содержащий внутреннюю область, которая принимает сужающийся первый конец элемента для переноса текучей среды и по существу соответствует ему.
[0023] Вариант реализации 2: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором жесткий пористый монолит образован из пористой керамики или пористого стекла.
[0024] Вариант реализации 3: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором элемент для переноса текучей среды исключает любой волокнистый материал.
[0025] Вариант реализации 4: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором элемент для переноса текучей среды имеет основной корпус с продольной длиной, проходящей между сужающимся первым концом и вторым концом, причем диаметр основного корпуса по существу постоянен вдоль его продольной длины.
[0026] Вариант реализации 5: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором сужающийся первый конец элемента для переноса текучей среды образует от примерно 5% до примерно 50% общей длины элемента для переноса текучей среды.
[0027] Вариант реализации 6: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором сужающийся первый конец сужается от первого диаметра, который приблизительно равен диаметру основного корпуса, до второго диаметра, который составляет примерно 50% или менее диаметра основного корпуса элемента для переноса текучей среды.
[0028] Вариант реализации 7: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором: нагреватель имеет верхний конец с диаметром, который по существу равен диаметру основного корпуса элемента для переноса текучей среды; нагреватель имеет высоту, которая по существу равна длине сужающегося первого конца элемента для переноса текучей среды; нагреватель имеет нижний конец с диаметром, который составляет примерно 50% или менее диаметра верхнего конца нагревателя.
[0029] Вариант реализации 8: Устройство доставки аэрозоля, содержащее атомайзер по любому предшествующему варианту реализации.
[0030] Вариант реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, содержащее резервуар, содержащий композицию предшественника аэрозоля, причем второй конец элемента для переноса текучей среды проходит в резервуар так, чтобы находиться в контакте с композицией предшественника аэрозоля.
[0031] Вариант реализации 10: Атомайзер, содержащий: элемент для переноса текучей среды в виде жесткого пористого монолита, причем элемент для переноса текучей среды имеет первый конец и второй конец; нагреватель, контактирующий по меньшей мере с частью внешней поверхности элемента для переноса текучей среды, причем нагреватель выполнен в виде проводящей сетки.
[0032] Вариант реализации 11: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором проводящая сетка образована из множества пересекающихся проводящих нитей.
[0033] Вариант реализации 12: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором проводящая сетка имеет регулярную структуру из проводящих нитей, образующих параллелограммы, окружающие изолирующие пространства.
[0034] Вариант реализации 13: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором изолирующие пространства являются открытыми.
2
2
[0035] Вариант реализации 14: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором изолирующие пространства имеют среднюю собственную площадь от примерно 0,01 мкм до примерно 2 мм.
[0036] Вариант реализации 15: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором элемент для переноса текучей среды имеет общую продольную длину, причем проводящая сетка занимает от примерно 10% до примерно 80% общей продольной длины элемента для переноса текучей среды.
[0037] Вариант реализации 16: Атомайзер по любому предшествующему варианту реализации, в котором проводящая сетка занимает от примерно 30% до примерно 70% общей продольной длины элемента для переноса текучей среды.
[0038] Вариант реализации 17: Устройство доставки аэрозоля, содержащее атомайзер по любому предшествующему варианту реализации.
[0039] Вариант реализации 18: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, содержащее резервуар, содержащий композицию предшественника аэрозоля, причем второй конец элемента для переноса текучей среды проходит в резервуар так, чтобы находиться в контакте с композицией предшественника аэрозоля.
[0040] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более указанных выше вариантов реализации, а также комбинации любых двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме в описании конкретного варианта реализации, представленного в настоящем документе. Настоящее описание выполнено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и вариантов реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0041] Таким образом, после описания данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:
[0042] на ФИГ. 1 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и блок питания, содержащий различные элементы, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения;
[0043] на ФИГ. 2А показана иллюстрация элемента для переноса текучей среды, содержащего сужающийся конец, согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения;
[0044] на ФИГ. 2В показан вид в поперечном разрезе элемента для переноса текучей среды по ФИГ. 2А по линии А-А, показывающий форму его поперечного сечения;
[0045] на ФИГ. 3 показана иллюстрация нагревателя согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения, причем нагреватель имеет по существу коническую форму, причем диаметр верхнего конца нагревателя больше диаметра нижнего конца нагревателя;
[0046] на ФИГ. 4 показана иллюстрация атомайзера согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения, причем атомайзер содержит элемент для переноса текучей среды с сужающимся концом и нагреватель, имеющий по существу коническую форму, при этом нагреватель взаимодействует с сужающимся концом элемента для переноса текучей среды;
[0047] на ФИГ. 5 показана иллюстрация сравнительного атомайзера, имеющего одну скрученную нагревательную проволоку, обернутую вокруг по существу центрального участка элемента для переноса текучей среды, который имеет по существу постоянный диаметр по всей его длине;
[0048] на ФИГ. 6 показана иллюстрация атомайзера согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения, причем атомайзер содержит элемент для переноса текучей среды и нагреватель в виде проводящей сетки, окружающий часть элемента для переноса текучей среды;
[0049] на ФИГ. 7 показан увеличенный вид участка нагревателя в виде проводящей сетки согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения; и
[0050] на ФИГ. 8 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля, содержащего емкость, которая содержит резервуар и атомайзер согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0051] Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на его примеры реализации. Указанные примеры реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и полностью передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящем документе; напротив, эти варианты реализации представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. В настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
[0052] Как описано далее, варианты реализации настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в любой существенной степени и/или без существенного химического изменения материала) с образованием пригодного для вдыхания вещества; при этом компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться «переносными» устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к выработке дыма - т.е. побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование этих предпочтительных систем приводит к выработке паров, являющихся следствием улетучивания или испарения определенных компонентов, входящих в их состав. В предпочтительных вариантах осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, а значит, доставляют компоненты, полученные из табака, в аэрозольной форме.
[0053] Генерирующие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут создавать множество ощущений (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, которые достигаются разжиганием и горением табака (а значит, вдыханием табачного дыма), фактически без сжигания в какой-либо существенной степени какого-либо из его компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
[0054] Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть выполнены так, чтобы обеспечить одно или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). Согласно альтернативному варианту реализации пригодные для вдыхания вещества могут находиться в виде аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящем документе 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».
[0055] Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения в целом содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут именоваться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация и формат наружного корпуса, которые могут задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также могут варьироваться. Как правило, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха, или продолговатый кожух может быть образован из двух или более отделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном варианте реализации все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы, устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус (или блок питания), содержащий кожух, заключающий в себе один или более компонентов (например, батарею и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть прикреплен с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающая в себе образующие аэрозоль компоненты (например, один или более компонентов предшественника аэрозоля, таких как ароматизаторы и образующие аэрозоль вещества, один или более нагревателей и/или один или более фитилей).
[0056] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть образованы наружным кожухом или оболочкой, которые не имеют по существу трубчатую форму, но могут быть выполнены, чтобы иметь по существу большие размеры. Кожух или оболочка могут быть выполнены с возможностью содержания мундштука и/или могут быть выполнены с возможностью приема отдельной оболочки (например, картриджа), которая может содержать расходуемые элементы, такие как жидкое образующее аэрозоль вещество, и может содержать испаритель или атомайзер.
[0057] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника энергии (т.е. источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действие электропитания, управления электропитанием, регулирования и прекращения электропитания для тепловыделения, например, посредством управления электрическим током, протекающим от источника энергии к другим компонентам изделия, - например, микроконтроллеру или микропроцессору), нагревателя или тепловырабатывающего компонента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам по себе или в сочетании с одним или более дополнительными элементами может быть в общем назван "атомайзером"), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при направлении в нее достаточного тепла, например ингредиентов, обычно называемых "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и мундштука или мундштучной области для обеспечения возможности осуществлять затяжку через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, заданного пути воздушного потока через изделие, так что образуемый аэрозоль может быть вытянут через него при затяжке).
[0058] Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в системах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов систем доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе уровень техники раскрытия настоящего изобретения.
[0059] Один пример реализации устройства 100 доставки аэрозоля, иллюстрирующий компоненты, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, представлен на ФИГ. 1. Как видно из проиллюстрированного вида в разрезе, устройство 100 доставки аэрозоля может содержать блок 102 питания и картридж 104, которые могут быть соединены либо постоянно, либо с возможностью разъединения в функциональном отношении. Взаимодействие блока 102 питания и картриджа 104 может быть осуществлено прессовой посадкой (как показано), резьбовым сцеплением, посадкой с натягом, магнитным сцеплением или т.п. В частности, могут быть использованы соединительные компоненты, такие как далее описаны в настоящем документе. Например, блок питания может содержать соединитель, выполненный с возможностью взаимодействия с соединительным элементом на картридже.
[0060] В конкретных вариантах реализации блок 102 питания и/или картридж 104 могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, блок питания может иметь сменную батарею или перезаряжаемую батарею и, таким образом, может быть скомбинирован с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической сетью, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля универсальной последовательной шины (USB). Например, переходник, включающий USB-разъем на одном конце и разъем блока питания на противоположном конце, раскрыт в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, в некоторых вариантах реализаций картридж может содержать картридж одноразового применения, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0061] Как показано на ФИГ. 1, блок 102 питания может быть образован оболочкой 101 блока питания, которая может включать управляющий компонент 106 (например, печатную монтажную плату (РСВ), интегральную схему, компонент памяти, микроконтроллер или т.п.), датчик 108 расхода, батарею 110 и СИД 112, и такие компоненты могут быть непостоянно выровнены. В дополнение к LED или в качестве альтернативы к ним, в состав могут входить дополнительные индикаторы (например, тактильные компоненты обратной связи, слуховые компоненты обратной связи или т.п.). Дополнительные репрезентативные типы компонентов, которые подают визуальные сигналы или индикаторы, такие как компоненты светоизлучающих диодов (СИД), а также их конструкция и использование описаны в патентах США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др., №8,499,766 под авторством Newton, и №8,539,959 под авторством Scatterday, и в публикации заявки на патент США №2015/0020825 под авторством Galloway и др. и в публикации заявки на патент США №2015/0216233 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Следует понимать, что не все из показанных элементов являются необходимыми. Например, СИД может отсутствовать или может быть заменен другим индикатором, таким как вибрационный индикатор. Сходным образом, датчик расхода может быть заменен исполнительным механизмом с ручным управлением, таким как нажимная кнопка.
2
2
[0062] Картридж 104 может быть образован оболочкой 103 картриджа, заключающей в себя резервуар 144, сообщающийся по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости, выполненным с возможностью фитильного переноса или иной транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранимой в кожухе резервуара, к нагревателю 134. Элемент для переноса жидкости может быть образован из одного или более материалов, выполненных с возможностью переноса жидкости, например посредством капиллярного действия. Элемент для переноса жидкости может быть образован, например, из волокнистых материалов (например, органического хлопка, ацетатцеллюлозы, регенерированной целлюлозной ткани, стекловолокна), пористой керамики, пористого углерода, графита, пористого стекла, шариков спеченного стекла, шариков спеченной керамики, капиллярных трубок и т.п. Таким образом, элемент для переноса жидкости может быть любым материалом, который содержит открытопористую сеть (т.е. множество пор, которые взаимосвязаны так, что текучая среда может протекать из одной поры к другой во множестве направлений через элемент). Как описано далее в настоящем документе, некоторые вариант реализации настоящего изобретения могут, в частности, относиться к использованию неволокнистых элементов для переноса. Таким образом, волокнистые элементы для переноса могут быть явным образом исключены. В качестве альтернативы, могут быть использованы комбинации волокнистых элементов для переноса и неволокнистых элементов для переноса. Для формирования резистивного нагревательного элемента 134 могут быть использованы различные варианты реализации материалов, выполненных с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. В число примеров материалов, из которых может быть образован провод для намотки, входят кантал (FeCrAl); нихром; дисилицид молибдена (MoSi); силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)); титан, платина, серебро, палладий, сплавы серебра и палладия, графит и материалы на основе графита (например, пена и пряжа на основе углерода), проводящие чернила, диоксид кремния с примесью бора, а также керамика (например, керамика с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения).
[0063] В оболочке 103 картриджа (например, на мундштучном конце) может находиться отверстие 128, чтобы обеспечить возможность выхода образованного аэрозоля из картриджа 104. Такие компоненты представляют собой типичный пример компонентов, которые могут присутствовать в картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов картриджа, охватываемых раскрытием настоящего изобретения.
[0064] Картридж 104 также может включать один или более электронных компонентов 150, в состав которых могут входить интегральная схема, компонент памяти, датчик или т.п. Электронный компонент 150 может быть выполнен с возможностью связи с управляющим компонентом 106 и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронный компонент 150 может быть расположен в любом месте в картридже 104 или его основании 140.
[0065] Хотя управляющий компонент 106 и датчик 108 расхода изображены порознь, следует понимать, что управляющий компонент и датчик пот расхода ока могут быть объединены в виде электронной схемной платы, при этом датчик расхода воздуха крепится непосредственно к ней. Дополнительно, электронная схемная плата может располагаться горизонтально относительно изображения на ФИГ. 1, а именно электронная схемная плата может располагаться продольно, параллельно центральной оси блока питания. В некоторых вариантах реализации датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой основной элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых вариантах реализации может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы. Конфигурации печатной монтажной платы и датчика давления, например, описаны в публикации патентной заявки США №2015/0245658 под авторством Worm и др., раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0066] Блок 102 питания и картридж 104 могут включать компоненты, приспособленные для содействия взаимодействию с возможностью переноса текучей среды между ними. Как показано на ФИГ. 1, блок 102 питания может содержать соединитель 124, имеющий в себе полость 125. Картридж 104 может содержать основание 140, выполненное с возможностью взаимодействия с соединителем 124 и может включать выступ 141, выполненный с возможностью встраивания в полость 125. Такое взаимодействие может способствовать устойчивому соединению между блоком 102 питания и картриджем 104, а также установлению электрического соединения между батареей 110 питания и управляющим компонентом 106 в блоке питания и нагревателем 134 в картридже. Также оболочка 101 блока питания может содержать воздухозаборник 118, который может представлять собой выемку в оболочке, в которой он соединен с соединителем 124, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг соединителя в оболочку, где он затем проходит через полость 125 соединителя в картридж через выступ 141.
[0067] Соединитель и основание, пригодные для использования согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель, как видно из ФИГ. 1, может образовывать внешнюю периферию 126, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 142 основания 140. В одном варианте реализации внутренняя периферия основания может иметь радиус, по существу равный или незначительно превышающий радиус внешней периферии соединителя. Кроме того, соединитель 124 может образовывать один или более выступов 129 на внешней периферии 126, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 178, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие варианты реализации конструкций, форм и компонентов. В некоторых вариантах реализации соединение между основанием 140 картриджа 104 и соединителем 124 блока 102 питания может быть по существу постоянным, тогда как в других вариантах реализации указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, блок питания может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или многоразовыми.
[0068] В некоторых вариантах реализации устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или иметь по существу трубчатую форму, или иметь по существу цилиндрическую форму. В других вариантах реализации охвачены другие формы и размеры, например, прямоугольные или треугольные в поперечном сечении, многогранные формы или тому подобное. В частности, блок 102 питания может не быть по существу стержнеобразным и может скорее быть по существу прямоугольным, круглым или иметь некоторые другие формы. Сходным образом, блок 102 питания может иметь по существу больший размер, чем блок питания, который, как ожидается, имеет по существу размер обычной сигареты.
[0069] Резервуар 144, показанный на ФИГ. 1, может представлять собой контейнер (например, образованный из стенок, по существу непроницаемых для композиции предшественника аэрозоля) или волокнистый резервуар. Стенки контейнера могут быть гибкими и могут быть деформируемыми. В качестве альтернативы, стенки контейнера могут быть по существу жесткими. Контейнер предпочтительно является по существу герметичным для предотвращения прохождения из него композиции предшественника аэрозоля за исключением прохождения через какое-либо конкретное отверстие, выполненного явным образом для прохождения композиции предшественника аэрозоля, например, через элемент для переноса, если иное не описано в настоящем документе. В примере реализации резервуар 144 может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу образованных в виде трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 103 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре 144. Жидкие компоненты, например, могут удерживаться резервуаром 144 с возможностью сорбции (т.е. когда резервуар 144 содержит волокнистый материал). Резервуар 144 может быть соединен по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости. В указанном варианте реализации элемент 136 для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре 144, посредством капиллярного действия к нагревательному элементу 134, который представляет собой спираль из металлической проволоки. Как правило, нагревательный элемент 134 расположен в устройстве для нагрева с элементом 136 для переноса жидкости.
[0070] В условиях применения, когда пользователь осуществляет затяжку через изделие 100, воздушный поток обнаруживают посредством датчика 108, а нагревательный элемент 134 приводят в действие, и компоненты композиции предшественника аэрозоля испаряются нагревательным элементом 134. Осуществление затяжки через мундштук изделия 100 вызывает вход воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 118 и его прохождение через полость 125 в соединителе 124 и центральное отверстие в выступе 141 основания 140. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль удаляется при высасывании, вытягивании или при осуществлении затяжки иным способом из нагревательного элемента 134 и выходит из мундштучного отверстия 128 в мундштуке изделия 100. В качестве альтернативы, при отсутствии датчика расхода воздуха нагревательный элемент 134 может быть активирован вручную, например, с помощью нажимной кнопки.
[0071] В устройство доставки аэрозоля может быть включен элемент ввода (и может заменять или дополнять датчик расхода воздуха или датчик давления). Ввод может быть включен для обеспечения пользователю возможности управления функциями устройства и/или выводом информации пользователю. В качестве ввода для управления функцией устройства может быть использован любой компонент или комбинация компонентов. Например, могут быть использованы одна или более нажимных кнопок, как описано в публикации США №2015/0245658 под авторством Worm и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Сходным образом, может быть использован сенсорный экран, как описано в заявке на патент США №14/643,626, под авторством Sears и др., поданной 10 марта 2015 г., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. В качестве дополнительного примера, в качестве ввода могут быть использованы компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основе конкретных перемещений устройства доставки аэрозоля. См. публикацию США №2016/0158782 под авторством Henry и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0072] В некоторых вариантах реализации ввод может содержать компьютер или вычислительное устройство, такое как смартфон или планшет. В частности, устройство доставки аэрозоля может быть подключено к компьютеру или другому устройству с помощью проводов, например, посредством использования провода USB или аналогичного протокола. Устройство доставки аэрозоля также может быть связано с компьютером или другим устройством, действующим в качестве ввода с помощью беспроводного соединения. См., например, системы и способы управления устройством посредством запроса на считывание, как описано в публикации США №2016/0007561 под авторством Ampolini и др., раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки. В таких вариантах реализации приложение или другая компьютерная программа могут быть использованы в соединении с компьютером или другим вычислительным устройством для ввода инструкций управления в устройство доставки аэрозоля, причем такие инструкции управления включают, например, возможность образования аэрозоля конкретного состава путем выбора содержания никотина и/или содержания дополнительных ароматизаторов, подлежащих включению.
[0073] Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть выбраны из компонентов, описанных в уровне техники и имеющихся в продаже. Примеры батарей, которые могут использоваться согласно изобретению, описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., раскрытие которое включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0074] Устройство доставки аэрозоля может содержать датчик или детектор для управления подачей электроэнергии к тепловырабатывающему элементу, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). Также, например, предложен порядок действий или способ выключения подачи питания к тепловырабатывающему элементу, когда через устройства доставки аэрозоля не втягивают воздух во время использования, и включения подачи питания для активации или начала выделения тепла тепловырабатывающим элементом во время затяжки. Дополнительные репрезентативные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкции и конфигурации, их компоненты и общие способы управления ими описаны в патентах США №5,261,424 под авторством Sprinkel, Jr., №5,372,148 под авторством McCafferty и др. и заявке РСТ WO 2010/003480 под авторством Flick, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0075] Устройство доставки аэрозоля наиболее предпочтительно может иметь в своем составе управляющий механизм для управления количеством электроэнергии, подаваемой к тепловырабатывающему элементу в процессе затяжки. Репрезентативные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, их признаки и общие способы управления ими описаны в патентах США №4,735,217 под авторством Gerth и др., №4,947,874 под авторством Brooks и др., №5,372,148 под авторством McCafferty и др., №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., №7,040,314 под авторством Nguyen и др. и №8,205,622 под авторством Pan, а также в публикации заявки на патент США №2009/0230117 под авторством Fernando и др., №2014/0060554 под авторством Collet и др. и №2014/0270727 под авторством Ampolini и др., и в публикации заявки на патент США №2015/0257445 под авторством Henry и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0076] Репрезентативные типы подложек, резервуаров или других компонентов для поддерживания предшественника аэрозоля описаны в патентах США №8,528,569 под авторством Newton и др., публикациях заявок на патент США №2014/0261487 под авторством Chapman и др., №2014/0059780 под авторством Davis и др. и №2015/0216232 под авторством Bless и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные впитывающие материалы, а также конструкция и работа данных впитывающих материалов в определенных типах электронных сигарет изложены в патенте США №8,910,640 под авторством Sears и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0077] Для систем доставки аэрозоля, которые охарактеризованы как электронные сигареты, композиция предшественника аэрозоля наиболее предпочтительно содержит табак или компоненты полученные из табака. В одном случае, табак может быть обеспечен в виде частей или кусочков табака, таких как тонкоизмельченная, молотая или порошкообразная табачная пластинка. Табачные шарики, пеллеты или другие твердые формы могут входить в состав, например, как описано в публикации заявки на патент США №2015/0335070 под авторством Sears и др., раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки. В другом случае, табак может быть обеспечен в виде экстракта, такого как высушенный распылением экстракт, который включает множество растворимых в воде компонентов табака. В альтернативном варианте реализации табачные экстракты могут иметь форму экстрактов с относительно высоким содержанием никотина, которые также включают небольшие количества других экстрагированных компонентов, полученных из табака. Еще в одном случае, компоненты, полученные из табака, могут быть обеспечены в относительно чистой форме, такой как конкретные ароматизирующие агенты, полученные из табака. Еще в одном случае, компонент, который получен из табака и который может быть использован в высокоочищенной или по существу чистой форме, представляет собой никотин (например, никотин фармацевтической степени чистоты).
[0078] Композиция предшественника аэрозоля, также именуемая паровой композицией предшественника, может содержать множество компонентов, в число которых, например, входят многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Репрезентативные типы компонентов предшественника аэрозоля и рецептуры также изложены и охарактеризованы в патенте США №7,217,320 под авторством Robinson и др. и публикациях заявок на патент США №2013/0008457 под авторством Zheng и др., №2013/0213417 под авторством Chong и др., №2014/0060554 под авторством Collett и др., №2015/0020823 под авторством Lipowicz и др. и №2015/0020830 под авторством Koller, а также в WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE компании R.J. Reynolds Vapor Company, в продукт BLUTM компании Lorillard Technologies, в продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и в продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC.
[0079] Количество предшественника аэрозоля, которое включено в систему доставки аэрозоля является таким, что вырабатывающее аэрозоль изделие обеспечивает приемлемые сенсорные и желаемые эксплуатационные характеристики. Например, наиболее предпочтительно использование достаточного количества материала, образующего аэрозоль (например, глицерина и/или пропиленгликоля) для обеспечения выработки видимого основного потока аэрозоля, который во многих случаях напоминает внешний вид табачного дыма. Количество предшественника аэрозоля в вырабатывающей аэрозоль системе может зависеть от таких факторов, как желаемое число затяжек на изделии, вырабатывающем аэрозоль. В одном или более вариантах реализации может входить в состав примерно 1 мл или более, примерно 2 мл или более, примерно 5 мл или более или примерно 10 мл или более композиции предшественника аэрозоля.
[0080] Кроме того, другие признаки, управляющие компоненты или компоненты, которые могут быть включены в системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению описаны в патентах США №5,967,148 под авторством Harris и др.; №5,934,289 под авторством Watkins и др.; №5,954,979 под авторством Counts и др.; №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др.; №8,365,742 под авторством Hon; №8,402,976 под авторством Fernando и др.; №9,220,302 под авторством DePiano и др.; публикациях заявок на патент США №2010/0163063 под авторством Fernando и др.; №2013/0192623 под авторством Tucker и др.; №2013/0298905 под авторством Leven и др.; №2013/0180553 под авторством Kim и др.; №2014/0000638 под авторством Sebastian и др., №2014/0261495 под авторством Novak и др. и №2014/0261408 под авторством DePiano и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0081] Вышеизложенное описание использования изделия может быть применено в различных вариантах реализации, описанных в настоящем документе с незначительными модификациями, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Приведенное выше описание использования, однако, не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии, как показано на ФИГ. 1, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения.
[0082] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение может, в частности, относиться к устройствам доставки аэрозоля, которые выполнены с возможностью обеспечения увеличенной выработки пара. Такое увеличение может возникнуть из-за множества факторов. В некоторых вариантах реализации элемент для переноса жидкости (т.е. фитиль или фитильный элемент) может быть образован частично или полностью из пористого монолита, такого как пористая керамика, пористое стекло или т.п.Примеры монолитных материалов, подходящих для использования согласно вариантам реализации настоящего изобретения, описаны, например, в заявке на патент США №2014/0123989 и патенте №14/988,109 под авторством LaMothe, поданном 5 января 2016 г., раскрытие которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Пористый монолит может образовывать по существу твердый фитиль. В частности, элемент для переноса может быть по существу единственным монолитным материалом, а не пучком индивидуальных волокон, как известно из уровня техники.
[0083] Использование твердого пористого монолита в качестве элемента для переноса текучей среды является преимущественным для улучшения равномерности нагрева и уменьшения возможного обугливания элемента для переноса текучей среды при неравномерном нагреве. Также может быть желательным устранить наличие любых волокнистых материалов в устройстве доставки аэрозоля. Несмотря на такие преимущества, пористые монолиты также обладают определенными проблемами для успешной реализации в качестве элемента для переноса текучей среды. Такие проблемы частично обусловлены различными свойствами материала пористых монолитов (например, пористая керамика) по сравнению с волокнистыми фитилями. Например, окись алюминия имеет как более высокую термопроводность, так и более высокую теплоемкость, чем диоксид кремния. Эти термические свойства вызывают отвод тепла от композиции предшественника аэрозоля на границе раздела фитиля и нагревателя, и это может потребовать более высокого выхода первоначальной энергии для обеспечения сравнимого испарения текучей среды. В настоящем изобретении реализованы средства для преодоления таких недостатков.
2
[0084] В некоторых вариантах реализации, использующих пористый монолит, потребности в энергии для испарения при использовании пористого монолита могут быть минимизированы, и время отклика на испарение может быть улучшено за счет увеличения плотности теплового потока (измеренная ваттах на квадратный метр - Вт/м) по поверхности элемента для переноса текучей среды из пористого монолита. В частности, настоящее изобретение описывает варианты реализации, подходящие для обеспечения такого увеличения плотности теплового потока.
[0085] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение может относиться к конфигурации атомайзера, в которой элемент для переноса текучей среды из пористого монолита имеет часть конкретной формы, которая объединена с нагревателем, имеющим по существу соответствующую форму. Например, элемент 236 для переноса текучей среды показан на ФИГ. 2А и выполнен в виде по существу жесткого пористого монолита. Как видно из ФИГ. 2В, элемент для переноса текучей среды имеет по существу круглое поперечное сечение, но также охвачены другие геометрические формы поперечных сечений. Элемент 236 для переноса текучей среды имеет основной корпус 236а, первый конец, который является сужающимся 236b, и второй конец 236с. Хотя элемент 236 для переноса текучей среды показан как являющийся по существу прямым, также охвачены другие конфигурации, такие как имеющие один или более изгибов или являющиеся изогнутыми. Основной корпус 236а элемента 236 для переноса текучей среды имеет диаметр d, который по существу постоянен вдоль продольной длины основного корпуса 236а. Второй конец 236с может иметь диаметр, который по существу равен диаметру d основного корпуса 236а; однако диаметр второго конца 236с может быть меньше или больше диаметра d основного корпуса 236а. Как показано на чертеже, сужающийся конец 236b элемента 236 для переноса образует приблизительно 25% общей длины L элемента для переноса. В различных вариантах реализации сужающийся конец 236b образует от примерно 5% до примерно 50%, от примерно 10% до примерно 40% или от примерно 15% до примерно 35% общей длины L элемента 236 для переноса. Сужающийся конец 236b элемента 236 для переноса выполнен так, чтобы начинаться с диаметром, который приблизительно равен диаметру d основного корпуса 236а, и затем постепенно уменьшается до точки 236d. Хотя точка 236d показана в виде острой точки, такая конфигурация не является необходимой. Предпочтительно, точка 236d имеет диаметр, который составляет примерно 50% или менее, примерно 35% или менее, примерно 20% или менее или примерно 10% или менее диаметра d основного корпуса 236а с примерным наименьшим диапазоном от примерно 5% до примерно 1% диаметра d основного корпуса. В некоторых вариантах реализации точка 236d может быть по существу скругленной или плоской.
[0086] Нагреватель 234 показан на ФИГ. 3, и нагреватель образован из нагревательной проволоки 235а, форма которой по существу соответствует сужающемуся концу 236b элемента 236 для переноса. Как показано на чертеже, нагреватель 234 является по существу корзинкообразным. Чтобы по существу соответствовать сужающемуся концу 236b элемента 236 для переноса нагреватель 234 может иметь размеры, которые по существу аналогичны размерам элемента 236 для переноса. В примере реализации нагреватель 234 имеет верхний конец 234а с диаметром А, который по существу равен диаметру d основного корпуса 236а элемента 236 для переноса. По существу такой же означает, что диаметр А верхнего конца 234а нагревателя 234 составляет ±10% от диаметра d основного корпуса 236а элемента 236 для переноса. Нагреватель 234 также имеет высоту С, которая по существу равна длине сужающегося конца 236b элемента 236 для переноса. По существу такой же означает, что высота С нагревателя 234 составляет ±10% от длины сужающегося конца 236b элемента 236 для переноса. В некоторых вариантах реализации высота С нагревателя 234 не превышает длины сужающегося конца 236b элемента 236 для переноса. Например, высота С нагревателя 234 может составлять от примерно 50% до примерно 100%, от примерно 60% до примерно 99% или от примерно 65% до примерно 98% длины сужающегося конца 236b элемента 236 для переноса. Нагреватель 234 также может иметь нижний конец 234b с диаметром D, который меньше диаметра А верхнего конца 234а нагревателя. Диаметр D нижнего конца 234b нагревателя 234 предпочтительно составляет примерно 50% или менее, примерно 35% или менее, примерно 20% или менее или примерно 10% или менее диаметра А верхнего конца 234а нагревателя. Например, диаметр D может составлять от примерно 1% до примерно 50%, от примерно 2% до примерно 40% или от примерно 5% до примерно 30% диаметра А. Диаметр нагревателя 234 может постепенно уменьшаться от диаметра А на верхнем конце 234а нагревателя до диаметра D на нижнем конце 234b нагревателя. Нагреватель 234 также имеет открытую внутреннюю область, которая выполнена с возможностью размещения сужающегося конца 236b элемента 236 для переноса.
[0087] Нагреватель 234 может также содержать электрические выводы (235b, 235с) для обеспечения положительного и отрицательного электрических соединений для нагревателя. Электрические выводы (235b, 235с) могут быть выполнены за одно целое с нагревательным проводом 235а или могут быть отдельными элементами, которые могут быть прикреплены (например, путем сварки или с использованием соединителя) к нагревательной проволоке. Нагреватель 234 может иметь общую ширину В, которая может включать общую ширину обмотки, образованной нагревательной проволокой 235а и длиной электрических выводов (235b, 235с).
[0088] Комбинация элемента 236 для переноса и нагревателя 234 показана на ФИГ. 4. Как видно из чертежей, атомайзер 275 образован из элемента 236 для переноса в виде жесткого пористого монолита и нагревателя 234, обернутого вокруг сужающегося конца элемента для переноса. Нагреватель 234 содержит девять витков проволоки 235а нагревателя. Как видно из чертежа, нагреватель 234 имеет по существу коническую конфигурацию и содержит внутреннюю область, которая принимает сужающийся конец элемента для переноса текучей среды и по существу соответствует ему. В такой конфигурации энергия от нагревателя 234 направлена на меньшую площадь поверхности сужающегося конца фитиля. Для сравнения, как показано на ФИГ. 5, нагреватель 234', образованный из девяти витков проволоки 235а' нагревателя, обернутой вокруг части постоянного диаметра элемента 236' для переноса текучей среды, покрывает значительно большую площадь поверхности элемента для переноса текучей среды и, таким образом, делает энергию в меньшей степени направленной. В таком сравнительном атомайзере плотность теплового потока значительно меньше, когда проволока нагревателя навита вокруг меньшей площади поверхности, как показано на ФИГ. 4.
[0089] В одном или более вариантах реализации увеличенная плотность теплового потока и, таким образом, усовершенствованный нагрев и парообразование могут быть достигнуты с использованием альтернативных конфигураций нагревателя. Например, как показано на ФИГ 6, может быть использован сетчатый или экранный нагреватель 334, который может быть эффективным в увеличении покрытия площади поверхность нагревателя над элементом 336 для переноса текучей среды из пористого монолита. Нагреватель предпочтительно выполнен с возможностью контактирования по меньшей мере с частью внешней поверхности элемента для переноса текучей среды, причем нагреватель выполнен в виде проводящей сетки. Используемые в настоящем документе термины сетка и экран предназначены для того, чтобы быть взаимозаменяемыми и конкретно относиться к сети пересекающихся, проводящих нитей 335а. Таким образом, проводящая сетка может рассматриваться как сеть проводящих нитей и/или переплетенная, или многоконтурная, структура. Проводящие нити 335а могут быть выполнены из любого подходящего электропроводящего материала, такого как указано в настоящем документе для образования нагревателя. В одном или более вариантах реализации проводящие нити 335а могут быть по меньшей мере частично сплетены с непроводящими нитями 383 или подобным материалом, который может быть эффективным с точки зрения улучшения направления потока электрического тока между зажимами 338а и 338b.
[0090] Нагреватель 334 в виде проводящей сетки может по окружности окружать по меньшей мере часть внешней поверхности элемента 336 для переноса текучей среды. В некоторых вариантах реализации нагреватель 334 в виде проводящей сетки может только частично окружать по меньшей мере часть внешней поверхности элемента 336 для переноса текучей среды. Нагреватель 334 в виде проводящей сетки может содержать первый конец 334а и второй конец 334b, которыми заканчивается покрытие нагревателя в виде проводящей сетки на внешней поверхности элемента 336 для переноса текучей среды. Первый конец 338а и второй конец 338b нагревателя 334 в виде проводящей сетки может содержать соответствующие первый и второй зажимы 338а и 338b, которые могут предохранять нагреватель в виде проводящей сетки по отношению к элементу для переноса текучей среды и/или могут действовать в качестве электрических соединителей между нагревателем в виде проводящей сетки и источником питания.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[0091] Как видно из ФИГ. 7, нагреватель 334 в виде проводящей сетки может содержать множество пересекающихся проводящих нитей 335а. Нагреватель 334 в виде проводящей сетки может иметь регулярную структуру из проводящих нитей 335а, образующих параллелограммы 339 или другие формы, в соответствии с конфигурацией сетки. В частности, проводящие нити 335а могут окружать изолирующие пространства 381. Изолирующие пространства 381 могут быть открытыми (например, изолированы воздухом) или могут быть по меньшей мере частично заполнены изолирующим веществом. Изолирующие пространства 381 могут быть выполнены так, чтобы иметь заданную область, так что нагревательная способность нагревателя 334 в виде проводящей сетки доведена до максимума для минимальной величины подачи питания к нагревателю в виде проводящей сетки. В некоторых вариантах реализации изолирующие пространства могут иметь среднюю собственную площадь от примерно 0,01 мкм до примерно 2 мм. В дополнительных вариантах реализации изолирующие пространства могут иметь среднюю собственную площадь от примерно 0,05 мкм до примерно 1,5 мм, от примерно 0,1 мкм до примерно 1 мм, от примерно 0,25 мкм до примерно 0,5 мм или от примерно 0,5 мкм до примерно 0,1 мм. В некоторых вариантах реализации изолирующие пространства могут иметь среднюю собственную площадь в верхнем диапазоне, например, от примерно 0,005 мм до примерно 2 мм, от примерно 0,01 мм до примерно 1,5 мм или от примерно 0,02 мм до примерно 1 мм. В некоторых вариантах реализации изолирующие пространства могут иметь среднюю собственную площадь в нижнем диапазоне, например, от примерно 0,01 мкм до примерно 10 мкм, от примерно 0,02 мкм до примерно 5 мкм или от примерно 0,05 мкм до примерно 1 мкм.
[0092] Возвращаясь к ФИГ. 6, нагреватель 334 в виде проводящей сетки, как показано, покрывает приблизительно 30% общей продольной длины элемента 336 для переноса текучей среды. В дополнительных вариантах реализации нагреватель 334 в виде проводящей сетки может занимать от примерно 10% до примерно 80%, от примерно 15% до примерно 75% или от примерно 20% до примерно 70% общей продольной длины элемента 336 для переноса текучей среды. Нагреватель 334 в виде проводящей сетки может быть расположен по существу проксимально с одним концом элемента 336 для переноса текучей среды, или нагреватель в виде проводящей сетки может быть расположен по существу центрально вдоль продольной длины элемента для переноса текучей среды.
[0093] В дополнительных вариантах реализации атомайзер (275, 375), как показано на ФИГ. 4 и/или на ФИГ. 6, может быть включен в устройство доставки аэрозоля (100), как показано на ФИГ. 1. Таким образом, любой из относительных элементов из устройства 100 доставки аэрозоля по ФИГ. 1 может быть включен в такое устройство доставки аэрозоля, содержащее атомайзер (275 и/или 375), как описано в настоящем документе. В качестве примера реализации на ФИГ. 8 показано устройство 800 доставки аэрозоля. Устройство 800 доставки аэрозоля содержит емкость (или картридж) 804, образованный внешним корпусом или оболочкой 803. Емкость 804 содержит резервуар 844, который по меньшей мере частично заполнен композицией 845 предшественника аэрозоля. Резервуар 844, в частности, выполнен в виде закрытого корпуса с единственным отверстием 845, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия с элементом 836 для переноса текучей среды из пористого монолита. Таким образом, элемент 836 для переноса текучей среды проходит или выступает в резервуар 844 так, чтобы сообщаться по текучей среде или иным способом контактировать с композицией 845 предшественника аэрозоля и переносить композицию предшественника аэрозоля к нагревателю 834. Когда нагреватель 834 приведен в действие, композиция предшественника аэрозоля испаряется для по меньшей мере частичного заполнения зоны 809 испарения в емкости 804. Воздух, втянутый через воздухозаборник 818, увлекает образованный пар (например, в виде аэрозоля, причем образованный пар смешивается с воздухом) из зоны 809 испарения к мундштуку 827. Как показано на чертеже, резервуар 844 по существу центрально расположен в емкости 804, и аэрозоль проходит вокруг резервуара, однако также охвачены другие конфигурации элементов. Емкость 804 включает соединитель 840 для соединения емкости с управляющим корпусом или блоком питания (например, элемент 102 на ФИГ. 1). Соединитель 840 может иметь подобную конструкцию, что и основание 140, показанное на ФИГ. 1, или может иметь любые дополнительные конструкции, подходящие для соединения емкости 804 с управляющим корпусом/ блоком питания. Хотя не показано, следует понимать, что электрические соединения включены для обеспечения электрического соединения между нагревателем 834 и батареей (например, элемент 110 на ФИГ. 1) или другим устройством подачи питания. Атомайзер 375, показанный на ФИГ. 6, может быть использован в дополнение или в качестве альтернативы к объединенным нагревателю 834 и элементу 836 для переноса текучей среды, показанному на ФИГ. 8.
[0094] Нагреватель, описанный в настоящем документе, в целом может быть расположен вокруг внешней части элемента для переноса текучей среды. Однако в одном или более вариантах реализации нагреватель может быть расположен по меньшей мере частично внутри элемента для переноса текучей среды. Например, керамический элемент для переноса текучей среды может быть образован в присутствии нагревателя так, что керамический элемент для переноса текучей среды и нагреватель являются монолитными. В таких вариантах реализации по меньшей мере достаточный размер нагревателя, подходящего для образования электрического контакта, будет размещен снаружи по отношению к элементу для переноса текучей среды. В некоторых вариантах реализации элемент для переноса текучей среды может быть по меньшей мере частично пустым - т.е. включать открытое пространство, в котором нагреватель может быть расположен. Таким образом, нагревание может происходить изнутри наружу, так что максимальное образование пара происходит снаружи элемента для переноса текучей среды. При необходимости нагреватель, как описано в настоящем документе, может быть расположен по меньшей мере частично внутри элемента для переноса текучей среды. В некоторых вариантах реализации нагреватель, как описано в настоящем документе, может быть расположен на наружной поверхности элемента для переноса текучей среды, и второй нагреватель может быть расположен по меньшей мере частично внутри элемента для переноса текучей среды.
[0095] Использование по меньшей мере двух отдельных нагревателей может быть преимущественным для улучшения парообразования. Более конкретно, первый нагреватель может быть использован для предварительного нагрева жидкости для испарения внутри элемента для переноса жидкости, а второй нагреватель может быть использован фактически для испарения жидкости. Предварительный нагрев может уменьшить общую мощность и/или абсолютную температуру и/или продолжительность нагрева, необходимого для обеспечения желаемого объема пара. Внутренний нагреватель, например, может быть предварительным нагревателем, а внешний нагреватель может быть испаряющим нагревателем. В качестве альтернативы, по меньшей мере два отдельных нагревателя могут быть расположены на наружной поверхности элемента для переноса жидкости. Один из нагревателей может действовать как предварительный нагреватель, а другой из нагревателей может действовать как испаряющий нагреватель. Например, как показано на ФИГ. 8, предварительный нагреватель (не показан) может быть расположен между нагревателем 834 (который может действовать как испаряющий нагреватель) и резервуаром 844. Предварительный нагреватель может предварительно нагревать жидкую композицию 845 предшественника аэрозоля, протекающую из резервуара 844 к испаряющему нагревателю 834, так что испаряющий нагреватель может обеспечивать более простое испарение, как описано выше, и/или предварительный нагреватель может уменьшать вязкость жидкой композиции предшественника аэрозоля для улучшения потока жидкости из резервуара к испаряющему нагревателю. Аналогичная комбинация нагревателей может быть использована для элемента 336 для переноса жидкости на ФИГ. 6. На ФИГ. 8 второй нагреватель, расположенный между нагревателем 834 и резервуаром 844, может быть сетчатым нагревателем, как описано в настоящем документе, может быть простой проволочной катушкой или может быть любым другим типом нагревателя, подходящим для обеспечения предварительного нагрева жидкости в элементе для переноса жидкости. На ФИГ. 6 второй нагреватель на элементе 336 для переноса жидкости может быть дополнительным сетчатым нагревателем, может быть простой проволочной катушкой или может быть любым другим типом нагревателя, подходящим для обеспечения предварительного нагрева жидкости в элементе для переноса жидкости. Например, нагревательная катушка 234', как показано на ФИГ. 5, может быть добавлена в качестве второго нагревателя в комбинации с нагревателем в виде проволочной сетки (см. ФИГ. 6) или корзинообразным нагревателем (см. ФИГ. 4), как описано в настоящем документе.
[0096] В одном или более примерах значения, описанные в настоящем документе, могут быть охарактеризованы словом «примерно». Следует понимать, что значение «примерно» от указанного количества указывает, что указанное количество может быть точно указанной величиной или может отличаться от указанной величины на 5%, 2% или 1%.
[0097] Множество модификаций и других вариантов осуществления изобретения станут очевидными для специалиста в уровне техники, к которому относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и связанных чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе, и то, что модификации и другие варианты реализации должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.