УСТРОЙСТВО ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ
AEROSOL DELIVERY DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к электронному устройству предоставления аэрозоля и электронной системе предоставления аэрозоля, содержащей указанное устройство.
Уровень техники
Хорошо известны электронные системы подачи аэрозоля, такие как электронные сигареты, которые генерируют аэрозоль для вдыхания пользователем. Такие системы, в общем, питаются от батареи и содержат устройство предоставления аэрозоля, содержащее батарею и компонент для выработки аэрозоля, который может контактировать с устройством с целью генерирования аэрозоля. Аэрозоль может генерироваться различными способами. Например, аэрозоль может генерироваться посредством нагревания субстрата для образования пара, который в дальнейшем конденсируется в проходящем воздухе, образуя конденсационный аэрозоль. Как вариант, аэрозоль может генерироваться механическими средствами, вибрацией и т.д., так чтобы субстрат рассеивался в проходящем воздухе с образованием аэрозоля.
По мере того, как различные типы систем предоставления аэрозолями становятся все более популярными, возникает необходимость в том, чтобы они были эргономически приемлемыми для потребителей. Например, потребители в основном предпочитают более компактные системы, поскольку это позволяет их легко удерживать. Кроме того, более удобно хранение таких компактных систем. Однако было установлено, что при разработке компактных систем предоставления аэрозоля могут возникать некоторые проблемы.
Раскрытие изобретения
Объектом изобретения является электронное устройство предоставления аэрозоля, содержащее кожух для приема аэрозольобразующего компонента, имеющий впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, причем устройство выполнено с возможностью уменьшения температуры аэрозоля, выходящего из впуска для воздуха.
Другим объектом изобретения является электронное устройство предоставления аэрозоля, содержащее кожух для приема аэрозольобразующего компонента, имеющий впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, при этом между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля существует непрерывный линейный путь.
Еще одним объектом изобретения является электронное устройство предоставления аэрозоля, содержащее кожух для приема аэрозольобразующего компонента, имеющий впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, при этом впуск для воздуха имеет отверстие с по меньшей мере одним фиксированным препятствием, которое по меньшей мере частично проходит через отверстие без полного перекрытия потока воздуха через отверстие.
Объектом изобретения является также электронное устройство предоставления аэрозоля, содержащее кожух для приема аэрозольобразующего компонента, имеющий впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, при этом впуск для воздуха расположен на дальнем конце кожуха устройства, а выпуск для аэрозоля расположен на ближнем конце кожуха устройства, причем соотношение между длиной пути течения воздуха между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля и общей длиной устройства составляет от 1:2 до 1:1.
В любом из указанных выше объектов между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля проходит непрерывный линейный путь.
В любом из указанных выше объектов в пути между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля образована камера для приема аэрозольобразующего компонента.
В любом из указанных выше объектов выпуск для аэрозоля образует часть мундштука.
В любом из указанных выше объектов впуск для воздуха имеет отверстие с по меньшей мере одним фиксированным препятствием, которое по меньшей мере частично проходит через отверстие без полного перекрытия потока воздуха через отверстие.
В любом из указанных выше объектов по меньшей мере одно фиксированное препятствие отходит от точки его крепления на кромке отверстия.
В любом из указанных выше объектов по меньшей мере одно фиксированное препятствие отходит от одной точки его крепления на кромке отверстия до другой точки его крепления на кромке отверстия.
n
В любом из указанных выше объектов количество точек P крепления по меньшей мере одного фиксированного препятствия составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6 или более.
В любом из указанных выше объектов имеется одно фиксированное препятствие.
В любом из указанных выше объектов устройство выполнено с возможностью понижения температуры аэрозоля, выходящего из впуска для воздуха, приблизительно на 5°C или более, приблизительно на 10°C или более, приблизительно на 15°C или более, приблизительно на 20°C или более, приблизительно на 25°C или более, приблизительно на 30°C или более, приблизительно на 35°C или более, приблизительно на 40°C или более, приблизительно на 45°C или более или приблизительно на 50°C или более.
В любом из указанных выше объектов устройство выполнено с возможностью понижения температуры аэрозоля, выходящего из впуска воздуха, до приблизительно ниже 140, 135, 130, 125, 120, 125, 120, 115, 110, 105, 100, 95, 90, 85 или 80°C.
В любом из указанных выше объектов впуск для воздуха расположен на дальнем конце кожуха устройства, а выпуск для аэрозоля расположен на ближнем конце кожуха устройства, причем соотношение между длиной пути течения воздуха между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля и общей длиной устройства составляет от 1:2 до 1:1. Указанное соотношение может составлять приблизительно от 1:2 до 1:1, приблизительно от 2:3 до 1:1, приблизительно от 3:4 до 1:1 или приблизительно от 4:5 до 1:1.
Объектом изобретения является также электронная система предоставления аэрозоля, содержащая описанное выше электронное устройство предоставления аэрозоля и генерирующий аэрозоль компонент.
В любом из указанных выше объектов аэрозольобразующий компонент содержит аэрозольобразующий субстрат.
В любом из указанных выше объектов субстрат является жидкостью.
В любом из указанных выше объектов субстрат содержит твердое вещество, такое как табак.
В любом из указанных выше объектов аэрозольобразующий компонент содержит впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля.
В любом из указанных выше объектов аэрозольобразующий компонент расположен между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля устройства.
В любом из указанных выше объектов впуск для воздуха аэрозольобразующего компонента соединен с впуском для воздуха устройства, а выпуск для аэрозоля аэрозольобразующего компонента соединен с выпуском для аэрозоля устройства, образуя непрерывный линейный путь между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля системы.
В любом из указанных выше объектов с выпуском для аэрозоля устройства контактирует аэрозольобразующий картридж.
В любом из указанных выше объектов впуск для воздуха аэрозольобразующего компонента соединен с выпуском для аэрозоля устройства, так что выпуск для аэрозоля аэрозольобразующего компонента выполняет функцию выпуска для аэрозоля системы, образуя непрерывный линейный путь между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля системы.
Объектом изобретения является также способ понижения температуры аэрозоля, выходящего из впуска для воздуха устройства предоставления аэрозоля, включающий в себя использование фиксированного препятствия, по меньшей мере частично проходящего через впуск для воздуха с целью уменьшения температуры аэрозоля, проходящего через впуск для воздуха.
Объектом изобретения является также электронное устройство предоставления аэрозоля, содержащее кожух для приема аэрозольобразующего компонента, имеющий впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, причем устройство выполнено с возможностью уменьшения температуры аэрозоля, выходящего из впуска для воздуха, и содержит средства понижения температуры на или вблизи впуска для воздуха.
Следует особо отметить, что описание одного объекта изобретения может комбинироваться с одним или несколькими другими объектами, и дальнейшее описание не должно рассматриваться как набор отдельных фрагментов, которые не могут комбинироваться между собой.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показано известное устройства предоставления аэрозоля;
на фиг.2 - пример выполнения устройства предоставления аэрозоля согласно настоящему изобретению;
на фиг.2a и 2b - известный впуск для воздуха и впуск для воздуха согласно изобретению, соответственно;
на фиг.3a и 3b - впуски для воздуха согласно изобретению;
на фиг.4a - 4d - впуски для воздуха согласно изобретению;
на фиг.5a - 5i - измерения температуры аэрозоля, выходящего из известного впуска для воздуха;
на фиг.6a - 6i - измерения температуры аэрозоля, выходящего из впуска для воздуха согласно изобретению.
Осуществление изобретения
В настоящем описании рассмотрены особенности выполнения некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения. Ряд особенностей в некоторых примерах и вариантах выполнения могут быть реализованы обычным образом, поэтому для краткости они подробно не описаны. Следует понимать, что рассмотренные в дальнейшем описании особенности устройства и способы, которые подробно не описаны, могут быть реализованы традиционными способами.
Как указано выше, настоящее описание относится к системе предоставления аэрозоля, например, к электронной сигарете. На протяжении всего описания иногда используется выражение «электронная сигарета», но это термин может использоваться на равных основаниях с выражением «система предоставления аэрозоля (пара)». Кроме того, система предоставления аэрозоля может включать в себя системы, которые предназначены для генерирования аэрозолей из исходных жидких, твердых и/или полутвердых исходных веществ, например, из гелей. Некоторые варианты осуществления изобретения описаны со ссылками на примеры компоновок электронной сигареты (например, с учетом специфического внешнего вида и исходной технологии генерирования пара). Однако следует понимать, что те же самые принципы могут применяться в отношении систем предоставления аэрозоля, имеющих другие общие компоновки (например, имеющие другой внешний вид, структуру и/или технологию генерирования пара).
На фиг.1 схематично показана (не в масштабе) известная электронная сигарета 10, имеющая в общем цилиндрическую форму, проходящую вдоль продольной оси LA, и содержащую два основных компонента: корпус 20 (секция устройства) и картомайзер (компонент подачи аэрозоля). Картомайзер содержит внутреннюю камеру, содержащую резервуар с исходной жидкостью, которая содержит жидкий состав, из которого генерируется аэрозоль, нагревательный элемент и элемент транспортирования жидкости (в этом примере фитиль) для подвода жидкости к нагревательному элементу. В некоторых случаях сам нагревательный элемент может обеспечивать функцию транспортирования жидкости. Например, нагревательный элемент и элемент, обеспечивающий транспортирование жидкости, иногда могут совместно именоваться генератором аэрозоля, или элементом, генерирующим аэрозоль, или вапорайзером, или атомайзером, или дистиллером. Картомайзер 30 также содержит мундштук 35, имеющий отверстие, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль из генератора аэрозоля. Исходная жидкость может быть жидкостью обычного типа, например, содержащей 0-5% никотина, растворенного в глицероле, воде и/или пропиленгликоле. Исходная жидкость также может содержать ароматизаторы. Резервуар для исходной жидкости может содержать пористую матрицу или любую другую структуру внутри кожуха для удерживания исходной жидкости до тех пор, пока не потребуется ее подача в генератор аэрозоля/вапорайзер. В некоторых примерах резервуар может содержать кожух, ограничивающий камеру, содержащую свободную жидкость (т.е. пористая матрица может отсутствовать).
Корпус 20 содержит аккумулятор или батарею для подачи питания электронной сигарете 10 и печатную плату, содержащую схему для управления электронной сигаретой. При активном использовании, т.е. когда нагревательный элемент получает питание от батареи, управляемой с помощью схемы управления, нагревательный элемент испаряет исходную жидкость вблизи нагревательного элемента для генерирования аэрозоля. Аэрозоль вдыхается пользователем через отверстие в мундштуке. Во время вдыхания пользователем аэрозоль переносится от источника аэрозоля к отверстию мундштука по соединяющему их воздушному каналу.
В известных устройствах корпус 20 и картомайзер 30 отсоединяются друг от друга посредством отделения в направлении, параллельном продольной оси LA, как показано на фиг.1, и соединятся друг с другом при использовании устройства 10 с помощью соединения, схематически обозначенного на фиг.1 позициями 25A и 25B, обеспечивая механическую и электрическую связь между корпусом 20 и картомайзером 30. Электрический соединитель на корпусе 20, который используется для соединения с картомайзером, также выполняет функцию гнезда для соединения с зарядным устройством (не показано), когда корпус отделен от картомайзера 30. Другой конец зарядного устройства может быть присоединен к внешнему источнику питания, например, к USB-разъему для зарядки или подзарядки аккумулятора в корпусе 20 электронной сигареты. В других случаях может быть использоваться кабель для прямого соединения между электрическим соединителем и внешним источником питания, и/или устройство может быть оснащено отдельным разъемом для подключения зарядного устройства, например, разъемом, соответствующим одну из USB-форматов.
Электронная сигарета 10 имеет одно или несколько отверстий (на фиг.1 не показаны) для впуска воздуха. Эти отверстия соединены с воздушным проходом (путем для течения воздуха), проходящим через электронную сигарету 10 к мундштуку 35. Обычно воздушный путь, проходящий через такие устройства, достаточно сложен, в том смысле, что он должен проходить через различные компоненты и/или совершать многочисленные повороты, соответствующие входу в электронную сигарету. Воздушный путь имеет область вокруг источника аэрозоля и секцию, содержащую воздушный канал, который соединяет источник аэрозоля с отверстием в мундштуке.
Когда пользователь вдыхает воздух через мундштук 35, воздух втягивается в этот воздушный проход через одно или несколько впускных отверстий, которые надлежащим образом расположены с наружной стороны электронной сигареты. Это воздушный поток (или соответствующее изменение давления) обнаруживается датчиком 215 потока, в данном случае датчиком давления, с целью обнаружения воздушного потока в электронной сигарете 10 и выдачи соответствующих сигналов управляющей схеме. Датчик 215 потока может действовать согласно общепринятым способам, в том смысле, что он расположен внутри электронной сигареты для генерирования сигналов об обнаружении воздушного потока, указывающих на наличие потока воздуха, проходящего через электронную сигарету (например, когда пользователь вдыхает воздух или затягивается, используя мундштук).
Когда пользователь во время курения вдыхает воздух (втягивает воздух/делает затяжку), используя мундштук, воздушный поток проходит через воздушный проход (воздушный путь) в электронной сигарете и смешивается с паром в области вокруг источника, генерирующего аэрозоль. Полученная смесь воздуха и пара продолжает движение по воздушному пути, соединяющему источник аэрозоля с мундштуком, для вдыхания пользователем. Картомайзер 30 может быть отсоединен от корпуса 20 и утилизирован, когда исходная жидкость будет израсходована (и по желанию заменен другим картомайзером). Как вариант, картомайзер может быть многоразовым.
Несмотря на то, что действие системы предоставления аэрозоля согласно изобретению в целом может соответствовать действию известных устройств, описанных выше в качестве примера, например, в отношении приведения в действие нагревателя для испарения исходного вещества с целью захватывания аэрозоля проходящим воздушным потоком, который в дальнейшем вдыхается пользователем, конструкция системы предоставления аэрозоля согласно изобретению отличается от конструкции известных устройств.
Электронное устройство подачи аэрозоля согласно изобретению содержит кожух для содержания аэрозольобразующего компонента, имеющий впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, при этом устройство выполнено с возможностью понижения температуры аэрозоля при его выпуске из впуска для воздуха. Например, как показано на фиг.2, указанный кожух, в общем, образован корпусом и крышкой, причем крышка соединена с корпусом с возможностью перемещения между первым положением, в котором корпус и крышка совместно ограничивают замкнутое пространство для помещенного в кожух аэрозольобразующего компонента для генерирования аэрозоля, и вторым положением, в котором корпус и крышка расположены на некотором расстоянии друг от друга для обеспечения доступа к указанному пространству. На фиг.2 показан пример выполнения устройства 100 согласно изобретению. Следует отметить, что целый ряд компонентов и конструктивных особенностей устройства, например, проводка и более сложная форма, на фиг.2 не показаны для упрощения чертежа. Устройство 100 содержит кожух 200, образованный корпусом 210 и крышкой 220. Корпус 210 может быть выполнен как цельная деталь, или он может быть образован из двух отдельных частей 210a и 210b, соединенных друг с другом вдоль соответствующего шва (не показано). Корпус 210 и крышка 220 соединены таким образом, что крышка 220 может перемещаться относительно корпуса 210 между первым положением, в котором корпус 210 и крышка 220 совместно ограничивают замкнутое пространство 250 для помещенного в кожух аэрозольобразующего компонента (не показан) для генерирования аэрозоля, и вторым положением, в котором корпус 210 и крышка 220 расположены на некотором расстоянии друг от друга для обеспечения доступа к пространству 250. На фиг.2 корпус 210 и крышка 220 показаны во втором положении с доступом к пространству 250. В некоторых вариантах выполнения крышка 220 может содержать установленную на ее внутренней втулку 230, так что втулка выступает внутрь пространства 250. Втулка 230 ограничивает по существу продольное углубление, в котором может быть размещен аэрозольобразующий компонент (не показан). В частности, аэрозольобразующий компонент может быть вставлен во втулку 230. Втулка 230 будет подробно описана ниже. Понятно, что когда крышка 220 движется в первое положение, так чтобы совместно с корпусом 210 образовывать замкнутое пространство 250, втулка 230 (и генерирующий аэрозоль компонент, если таковой присутствует) будет занимать пространство 250.
Крышка 220 устройства 100, показанного на фиг.2, также может содержать мундштук 260, который ограничивает выпуск для аэрозоля. Кроме того, устройство 100 имеет впуск 240 для воздуха, который способствует поступлению воздуха в пространство 250. Впуск 240, пространство 250 и выпуск 260 совместно образуют сообщающийся по текучей среде канал для течения воздуха снаружи устройства по пространству 250 и из выпуска для аэрозоля мундштука. Когда в пространстве 250 находится аэрозольобразующий компонент, воздушный поток направляется через (или мимо) него, тем самым способствуя захватыванию аэрозоля в пути воздушного потока.
Как описано выше в отношении известных устройств, устройство 100 может приводиться в действие с помощью любых подходящих средств. Подходящие средства приведения в действие включают в себя кнопки или датчики (тактильные датчики, датчики воздушного потока, датчики давления, тепловые датчики и т.д.). Под приведением в действие следует понимать, что генератор аэрозоля или генерирующий аэрозоль компонент запитывается таким образом, что из исходного вещества производится пар. В этом отношении можно считать, что приведение в действие отличается от включения, в результате которого устройство 100 приводится из состояния покоя или выключенного состояния в состояние, в котором на устройстве могут выполняться одна или несколько функций, и/или устройство может быть переведено в режим, подходящий для приведения в действие.
Кожух 200 содержит источник питания (на фиг.2 не показан), который подает питание на генератор аэрозоля или генерирующий аэрозоль компонент.Следует отметить, что соединение между генерирующим аэрозоль компонентом и источником питания может быть как проводным, так и беспроводным. Например, если соединение является проводным, контакты 450 внутри кожуха 200, например, на корпусе 210, могут контактировать с соответствующими контактами генерирующего аэрозоль компонента, когда крышка 220 находится в первом положении, и, следовательно, генерирующий аэрозоль компонент расположен внутри пространства 250. Установление такого контакта будет дополнительно описано ниже. Как вариант, возможно беспроводное соединение между источником питания и генерирующим аэрозоль компонентом. В таком случае в кожухе 200 установлена катушка (не показана), соединенная с источником питания, которая при подаче на нее питания способна создавать магнитное поле. При этом генерирующий аэрозоль компонент мог бы содержать воспринимающий элемент, в котором под действием магнитного поля возникают вихревые токи, нагревая воспринимающий элемент.
В результате широких исследований было установлено, что пользователи электронных систем предоставления аэрозоля, таких как электронные сигареты, время от времени могут производить выдох обратно в систему. Когда выдыхаемое вещество содержит аэрозоль, который был образован в результате конденсации сгенерированного теплом пара, этот «выдыхаемый аэрозоль» все еще может иметь относительно высокую температуру. Кроме того, может присутствовать остаточный «аэрозоль системы», который находится в системе и также все еще может иметь относительно высокую температуру. В зависимости от конструкции системы выдыхаемый аэрозоль, аэрозоль системы или их смесь могут вытесняться из впуска для воздуха, через который первоначально втягивался наружный воздух. Из-за относительно высокой температуры этого выходящего аэрозоля он может оказывать воздействие на кожу пользователя, что вызывает неприятные ощущения. В частности, это может происходить в случае, когда впуск для воздуха расположен на системе рядом с местом, за которое пользователь удерживает систему («место удерживания»). Что касается систем предоставления аэрозоля больших размеров, более вероятно, что впуск для воздуха будет расположен в месте, расположенном на удалении от места удерживания (или, по меньшей мере, будет предусмотрена более широкая возможность выбора места, где пользователь может удерживать устройство). Более компактные системы предоставления аэрозоля будут иметь меньше мест для размещения впуска для воздуха. Как результат, существует более высокая вероятность воздействия горячего выходящего аэрозоля на пользователя, что ведет к дискомфорту. Изобретение направлено на решение этой проблемы.
В настоящем описании считается, что «выдыхаемый аэрозоль» является аэрозолем, который сгенерирован системой предоставления аэрозоля, вдыхается/расходуется пользователем и в дальнейшем выдыхается в систему.
В настоящем описании считается, что «аэрозоль системы» является аэрозолем, который сгенерирован системой предоставления аэрозоля и не выходит из системы.
В настоящем описании считается, что «выходящий аэрозоль» является аэрозолем, который был вытеснен через впуск для воздуха. Выходящий аэрозоль может быть выдыхаемым аэрозолем, аэрозолем системы или их смесью.
В контексте настоящего изобретения система предоставления аэрозоля является системой, которая содержит устройство предоставления аэрозоля и аэрозольобразующий компонент.Устройство предоставления аэрозоля содержит источник питания, например, батарею, и управляющую электронику, которая направляет питание на аэрозольобразующий компонент согласно сигналу о приведении в действие, чтобы обеспечить генерирование аэрозоля. В некоторых вариантах выполнения устройство предоставления аэрозоля и аэрозольобразующий компонент образованы как единый компонент.В некоторых вариантах выполнения устройство предоставления аэрозоля и аэрозольобразующий компонент являются отдельными компонентами, которые могут взаимодействовать для генерирования аэрозоля.
Система предоставления аэрозоля содержит средство генерирования аэрозоля, например, нагреватель, и т.д. Средство генерирования аэрозоля может быть расположено или в устройстве предоставления аэрозоля, или в аэрозольобразующем компоненте. В некоторых вариантах выполнения средство генерирования аэрозоля может быть расположено как в устройстве подачи аэрозоля, так и в аэрозольобразующем компоненте.
Аэрозольобразующий компонент или содержит субстрат, из которого может образовываться аэрозоль, или имеет участок для размещения такого субстрата. Например, аэрозольобразующий компонент может иметь форму «бачка», «картомайзера» или «контейнера», содержащего участок для приема субстрата. Участок для приема субстрата может быть доступен пользователю с целью пополнения израсходованного субстрата. Как вариант, участок для приема такого субстрата может быть недоступен для пользователя без повреждения аэрозольобразующего компонента.
В некоторых вариантах выполнения аэрозольобразующий компонент может не содержать средство генерирования аэрозоля. В этих вариантах выполнения средство генерирования аэрозоля расположено в устройстве, и при контакте между аэрозольобразующим компонентом и устройством предоставления аэрозоля средство генерирования аэрозоля оказывается достаточно близко к субстрату, так что при необходимости оно может превращать этот субстрат в аэрозоль.
Поскольку аэрозольобразующий компонент не является критичным аспектом настоящего изобретения, этот компонент, предназначенный для размещения внутри пространства 250, будет описан в общих чертах. Аэрозольобразующий компонент содержит генератор аэрозоля, расположенный в воздушном пути, который проходит по существу вдоль продольной оси аэрозольобразующего компонента. Генератор аэрозоля может содержать резистивный нагревательный элемент рядом с фитилем (элементом транспортирования жидкости), который выполнен с возможностью транспортирования исходной жидкости из резервуара к нагревательному элементу с целью нагревания ее. В этом примере резервуар с исходной жидкостью расположен рядом с воздушным проходом и может быть выполнен, например, заполненным хлопковой ватой или пеной, пропитанной исходной жидкостью. Концы фитиля находятся в контакте с исходной жидкостью в резервуаре, так что жидкость втягивается по фитилю в места, расположенные рядом с нагревательным элементом. Общая компоновка фитиля и нагревательного элемента может соответствовать общепринятой технологии. Например, в некоторых вариантах выполнения фитиль и нагревательный элемент могут быть отдельными элементами, например, в виде металлической нагревательной проволоки, навитую вокруг цилиндрического фитиля, а фитиль, например, может состоять из пучка, нити или жгута стекловолокон. В других вариантах выполнения функциональность фитиля и нагревательного элемента может обеспечиваться единым элементом, т.е. сам нагревательный элемент может выполнять функцию фитиля. Таким образом, в ряде случаев нагревательный элемент/фитиль может содержать одну или несколько металлокомпозитных структур, например, пористое спеченное металлическое волокно (Bekipor ST) компании Bekaert, структуру из металлической пены, например, компании Mitsubishi Materials; многослойную проволочную сетку из спеченного металла или сложенную однослойную сетку из металлической проволоки, например, компании Bopp; металлическую оплетку; или ткань из стекловолокна или углеродного волокна с плетенными металлическими проволоками. «Металл» может быть любым металлическим материалом, имеющим соответствующее удельное электрическое сопротивление, который используется в комбинации с батареей. Электрическое сопротивление нагревательного элемента составляет 0,5-5 Ом. Величины ниже 0,5 Ом можно было бы использовать, но потенциально это может вызвать чрезмерную нагрузку на батарею. «Металл» может быть, например, сплавом NiCr (например, NiCr 8020) или сплавом FeCrAl (например, «Kanthal») или нержавеющей сталью (например, AISI 304 или AISI 316).
Далее будет более подробно описан впуск 240 для воздуха. На фиг.2a показан обычный впуск 240 для воздуха. Впуск 240 для воздуха, в общем, является обычным круглым отверстием в кожухе устройства. Впуск 240 для воздуха соединяется с выпуском 260 для аэрозоля и обеспечивает получение пути для воздушного потока, проходящего через устройство. Между впуском 240 для воздуха и выпуском 260 для аэрозоля расположен аэрозольобразующий компонент, так что воздух, текущий в устройство через впуск 240, достигает аэрозольобразующего компонента. Далее аэрозоль, генерируемый из аэрозольобразующего компонента, течет к выпуску 260, и в этом месте он может вдыхаться пользователем. На фиг.2b показан впуск 270 для воздуха, соответствующий изобретению. Впуск 270 для воздуха представляет собой отверстие 271 с по меньшей мере одним фиксированным препятствованием 280, которое по меньшей мере частично проходит через отверстие 271 без полного перекрытия потока воздуха через отверстие 271.
На фиг.3a показан дальний конец устройства 100, на котором находится впуск 270 для воздуха. Отверстие 271 впуска 270 для воздуха показано как круглое, но оно может иметь любую форму, например, треугольную, квадратную или многоугольную. Максимальная ширина отверстия 271 может быть меньше максимальной ширины отверстия выпуска 260 для аэрозоля.
1
1
2
n
z
z
По меньшей мере, одно фиксированное препятствие 280 может иметь форму распорки, которая отходит от точки P на кромке отверстия 271. В одном из вариантов выполнения по меньшей мере одно фиксированное препятствие 280 проходит от одной точки P на кромке отверстия 271 до другой точки P на кромке этого отверстия, образуя препятствие. Следует отметить, что фиксированное препятствие 280 может принимать различные формы в зависимости от количества точек P крепления к кромке отверстия 271. В этом отношении количество точек крепления может быть обозначено символом P, где n - количество отдельных точек крепления на кромке отверстия 271. Pn может составлять 1, 2, 3, 4, 5, 6 или более. Кроме того, количество фиксированных препятствий также может быть обозначено символом F, где, если z=1, имеется одно фиксированное препятствие. F может быть выбрано из 1, 2, 3, 4 или более. В одном из вариантов выполнения z может быть равно 1, а n - 1, 2, 3, 4 или 5.
В варианте выполнения, показанном на фиг.3b, z равно 1, а n равно 3. Следует отметить, что когда z равно 1, а n равно 3, отверстие 271 перекрывает одно фиксированное препятствие, которое прикреплено к кромке отверстия 271 в трех точках. В этом варианте выполнения можно считать, что фиксированное препятствие имеет три соединительных плеча 281a, 281b, 281c и один соединительный участок 282. Таким образом, количество соединительных плеч, в общем, соответствует n. Соединительный участок 282 является той областью фиксированного препятствия, которая по существу расположена на равном расстоянии от каждой точки P крепления. Исходя из этого, при наличии трех или более точек крепления соединительный участок 282 по существу расположен в центре отверстия 271. Соединительный участок может иметь любую форму, например, круглую, треугольную, квадратную или многоугольную. В одном из вариантов выполнения соединительный участок имеет форму, сходную с формой отверстия 271. Размер соединительного участка 282 может изменяться от системы к системе для изменения степени, до которой отверстие 271 закрывается фиксированным препятствием. В этом отношении в тех местах, где фиксированное препятствие прикреплено во множестве точек крепления, может быть образовано множество выходных участков 271a, 271b, 271c. За счет изменения количества точек крепления и размера соединительного участка можно изменять размер выходных участков 271a, 271b, 271c и, аналогично, область воздействия со стороны выходящего аэрозоля. Например, как показано на фиг.4a - 4d, могут быть предусмотрены различные количества и размеры выходных участков для регулирования степени, до которой понижается температура выходящего аэрозоля. На фиг.4a показан впуск 270 для воздуха с четырьмя выходными участками сравнительно меньшего размера по сравнению с выходными участками, показанными на фиг.4b. На фиг.4c показан впуск 270, имеющий фиксированное препятствие, разделяющее отверстие 271 на два участка 271a и 271 b. На фиг.4d показан впуск 270 для воздуха, имеющий четыре отдельных фиксированных препятствия, частично проходящих через отверстие 271.
Назначение фиксированного препятствия 280, по меньшей мере частично проходящего, через отверстие 271, состоит в том, что выходящий аэрозоль встречается с препятствием при выходе из устройства. Такое препятствие способствует уменьшению энергии выходящего аэрозоля, когда он покидает устройство. В результате температура аэрозоля уменьшается, при этом снижается вероятность неприятного воздействия высокой температуры на пользователя.
По меньшей мере одно фиксированное препятствие может быть выполнено с возможностью понижения температуры выходящего аэрозоля приблизительно на 5°C или более, на 10°C или более, на 15°C или более, на 20°C или более, на 25°C или более, на 30°C или более, на 35°C или более, на 40°C или более, на 45°C или более, или приблизительно на 50°C или более.
По меньшей мере одно фиксированное препятствие может быть выполнено с возможностью понижения температуры выходящего аэрозоля до приблизительно ниже 140°C, приблизительно ниже 135°C, приблизительно ниже 130°C, приблизительно ниже 125°C, приблизительно ниже 120°C, приблизительно ниже 125°C, приблизительно ниже 120°C, приблизительно ниже 115°C, приблизительно ниже 110°C, приблизительно ниже 105°C, приблизительно ниже 100°C, приблизительно ниже 95°C, приблизительно ниже 90°C, приблизительно ниже 85°C или приблизительно ниже 80°C.
Использование по меньшей мере одного фиксированного препятствия относится к целому ряду систем предоставления аэрозоля. Однако в некоторых случаях между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля существует непрерывный линейный путь. Поскольку в таких случаях по меньшей мере часть выдыхаемого аэрозоля и аэрозоля системы (или и того, и другого) может перемещаться от выпуска для аэрозоля к впуску для аэрозоля без препятствия, такой аэрозоль может иметь относительно более высокую энергию, чем выдыхаемый аэрозоль или аэрозоль системы, которые должны двигаться по извилистой траектории для достижения впуска для воздуха. Следовательно, в этих случаях охлаждение аэрозоля может быть более необходимым. Если аэрозольобразующий компонент расположен между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля устройства, аэрозольобразующий компонент имеет соответствующий впуск для воздуха, который соединен с впуском для воздуха на устройстве, и соответствующий выпуск для аэрозоля, который соединен с выпуском для аэрозоля на устройстве, для поддержания или обеспечения непрерывного линейного пути между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля. Если аэрозольобразующий картридж находится в контакте с выпуском для аэрозоля устройства, аэрозольобразующий компонент имеет впуск для воздуха, который соединен с выпуском для аэрозоля на устройстве, так что выпуск для аэрозоля аэрозольобразующего компонента выполняет функцию выпуска аэрозоля из системы. В таких вариантах выполнения впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля на аэрозольобразующем компоненте поддерживает непрерывный линейный путь между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля системы. Следует отметить, что нагреватель аэрозольобразующего компонента может быть расположен в потоке воздуха, при этом все же может существовать непрерывный линейный путь между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля системы. Например, непрерывный линейный путь между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля системы может проходить рядом с нагревателем.
В другом варианте выполнения непрерывный линейный путь существует между самым дальним участком нагревателя, расположенным в системе предоставления аэрозоля, и впуском для воздуха.
Кроме того, в некоторых вариантах выполнения кожух устройства имеет впуск для воздуха и выпуск для аэрозоля, причем впуск для воздуха расположен на дальнем конце кожуха устройства, а выпуск для аэрозоля расположен на ближнем конце кожуха устройства. При этом соотношение между длиной пути для течения воздуха между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля и общей длиной системы составляет от 1:2 до 1:1. Поскольку в этих вариантах выполнения путь для течения воздуха между впуском воздуха и выпуском аэрозоля составляет по меньшей мере половину общей длины системы, выдыхаемый аэрозоль или аэрозоль системы могут совершать относительно короткое перемещение перед выходом из устройства. Исходя из этого, такой аэрозоль должен быть достаточно охлажден к моменту, когда он достигает впуска для воздуха, следовательно, в этих вариантах выполнения охлаждение аэрозоля может быть более необходимым.
Как вариант, соотношение между длиной пути течения воздуха между впуском для воздуха и выпуском для аэрозоля и общей длиной системы может составлять от 1:2 до 1:1, от 2:3 до 1:1, от 3:4 до 1:1 или от 4:5 до 1:1.
Примеры
Для оценки температуры аэрозоля, выходящего из впуска для воздуха (выдыхаемого аэрозоля) была использована система предоставления аэрозоля, содержащая электронное устройство предоставления аэрозоля и аэрозольобразующий компонент.На фиг.2a для сравнения показано устройство с впуском для воздуха (диаметром 2,1 мм) без фиксированного препятствия, проходящего через отверстие. Было установлено, что температура аэрозоля, выходящего из впуска воздуха, составляла приблизительно 140°C (измеренная с помощью терморезистора в линейном пути потока воздуха на расстоянии приблизительно 1 см от отверстия).
На фиг.2b показана такая же система, но с модифицированным впуском для воздуха, которая содержит фиксированное препятствие, по меньшей мере, частично проходящее через отверстие.
Используя лист латуни с жидкокристаллической термохромной пленкой, можно визуализировать температуру, воздействие которой пользователь может ощутить на коже, если она находится на одной линии с отверстием. Лист латуни с жидкокристаллической термохромной пленкой имеет температуру от 40°C (красный цвет) вплоть до 45°C (синий цвет). Температуры за указанными значениями обозначены черным цветом. На фиг.5a - 5i показан процесс изменения температуры во времени (на фиг.5a показана температура при 0 с, на фиг.5b показана температура при 0,25 с, на фиг.5c показана температура при 0,5 с, на фиг.5d показана температура при 0,75 с, на фиг.5e показана температура при 1,0 с, на фиг.5f показана температура при 1,25 с, на фиг.5g показана температура при 1,5 с, на фиг.5h показана температура при 1,75 с, на фиг.5i показана температура при 2 с).
Как можно видеть на фиг.5a - 5i, процесс изменения температуры по времени в результате выхода аэрозоля из обычного впуска для воздуха и его воздействия на лист латуни является быстрым и превышает 45°C в пределах 1,0 секунды (подтверждается тем, что термохромная пленка показывает превращение от черного цвета через красный цвет к синему цвету и затем обратно к черному цвету). В отличие от этого на фиг.6a - 6i показано, что, используя идентичные условия, за исключением использования впуска для воздуха согласно настоящему изобретению, процесс изменения температуры происходит намного медленнее. Фактически, температура не поднимается выше 40°C вплоть до 1,25 секунды и выше 45°C вплоть до превышения 1,75 секунды, когда впервые может быть замечено потемнение термохромной пленки. (На фиг.6a показана температура при 0 с, на фиг.6b показана температура при 0,25 с, на фиг.6c показана температура при 0,5 с, на фиг.6d показана температура при 0,75 с, на фиг.6e показана температура при 1,0 с, на фиг.6f показана температура при 1,25 с, на фиг.6g показана температура при 1,5 с, на фиг.6h показана температура при 1,75 с, на фиг.6i показана температура при 2 с).
Это показывает, что впуск для воздуха согласно изобретению может уменьшать температуру аэрозоля, выходящего из впуска устройства. Таким образом, впуск для воздуха согласно изобретению может уменьшать вероятность того, что пользователь будет испытывать неприятные ощущения из-за воздействия на кожу относительно горячим аэрозолем.
Помимо измерения процесса изменения температуры была измерена максимальная температура каждого выходящего аэрозоля, используя термопару, расположенную на прямой траектории горячей струи. При использовании обычного впуска для воздуха максимальная температура достигает приблизительно 140°C. При использовании впуска для воздуха согласно изобретению максимальная температура достигает приблизительно 85°C, что является значительным снижением температуры.
Описанные варианты осуществления изобретения следует понимать как иллюстративные примеры, и возможны другие варианты осуществления изобретения. Следует понимать, что любая особенность любого одного варианта осуществления изобретения, может быть использована отдельно или в комбинации с другими описанными особенностями, а также может быть использована в сочетании с одной или несколькими особенностями любого другого варианта осуществления изобретения. Кроме того, могут быть использованы не описанные выше эквиваленты и модификации без выхода за объем изобретения, определенный его формулой.