ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ ИЗДЕЛИЕ, ИМЕЮЩЕЕ ИНДИКАТОР ИЗРАСХОДОВАНИЯ ЖИДКОСТИ
AEROSOL GENERATING PRODUCT WITH LIQUID CONSUMPTION INDICATOR

Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль изделию, содержащему гидрохромный материал, к генерирующей аэрозоль системе, содержащей указанное генерирующее аэрозоль изделие, и к генерирующему аэрозоль устройству, содержащему электронный фотодетектор.
Один тип генерирующей аэрозоль системы представляет собой электронную сигарету. Электронные сигареты обычно используют жидкий образующий аэрозоль субстрат, который испаряют для образования аэрозоля. Электронная сигарета обычно содержит источник питания, часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания запаса жидкого образующего аэрозоль субстрата, и распылитель.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат расходуется при использовании и поэтому его необходимо пополнять. Самый распространенный способ пополнения запаса жидкого образующего аэрозоль субстрата состоит в использовании картриджа типа картомайзера. Картомайзер может рассматриваться как потребляемое генерирующее аэрозоль изделие, а многоразовая часть электронной сигареты может рассматриваться как генерирующее аэрозоль устройство. Картомайзер может содержать как запас жидкого субстрата, так и распылитель, обычно в форме электрического резистивного нагревателя, намотанного вокруг капиллярного материала, пропитанного образующим аэрозоль субстратом. Замена картомайзера как единого расходного модуля обеспечивает преимущество, состоящее в удобстве для пользователя и в отсутствии необходимости для пользователя осуществлять чистку или иной уход за распылителем. Тем не менее, у пользователя могут возникать трудности при определении факта израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата в картомайзере. Следовательно, у пользователя могут возникать трудности при определении необходимости замены потребляемой части, такой как картомайзер электронной сигареты, в генерирующей аэрозоль системе.
Было бы желательно создать генерирующее аэрозоль изделие, содержащее жидкий образующий аэрозоль субстрат и индикатор для отображения, когда жидкий образующий аэрозоль субстрат израсходован.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль изделие, содержащее часть для хранения жидкости, заключающую в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат, и гидрохромный материал, выполненный на части для хранения жидкости. Гидрохромный материал имеет первый цвет при контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом и второй цвет при отсутствии жидкого образующего аэрозоль субстрата.
В контексте данного документа термин «образующий аэрозоль субстрат» используется для описания субстрата, способного выделять летучие соединения, которые способны образовывать аэрозоль. Аэрозоли, генерируемые из образующих аэрозоль субстратов в генерирующих аэрозоль изделиях согласно настоящему изобретению, могут быть видимыми или невидимыми и могут содержать пары (например, тонкодисперсные частицы находящихся в газообразном состоянии веществ, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
Генерирующие аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению содержат гидрохромный материал, выполненный с возможностью изменения цвета при израсходовании жидкого образующего аэрозоль субстрата. Гидрохромный материал обеспечивает преимущество, состоящее в простом и экономичном отображении израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата.
Генерирующие аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению обеспечивают преимущество, состоящее в возможности минимизации риска того, что пользователь выбросит генерирующее аэрозоль изделие до того, как будет потреблен весь жидкий образующий аэрозоль субстрат.
Генерирующие аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению обеспечивают преимущество, состоящее в минимизации риска того, что пользователь продолжит пользоваться генерирующим аэрозоль изделием после того, как весь жидкий образующий аэрозоль субстрат потреблен. В тех вариантах осуществления, в которых жидкий образующий аэрозоль субстрат нагревают для генерирования аэрозоля, минимизация риска продолжения нагрева сухого генерирующего аэрозоль изделия может быть желательна для предотвращения выделения одного или более нежелательных веществ из генерирующего аэрозоль изделия.
Гидрохромный материал может быть выполнен в виде покрытия на по меньшей мере участке части для хранения жидкости. Гидрохромный материал может содержать чернила и/или краску. Гидрохромные чернила и краски могут быть особенно полезны в тех вариантах осуществления, в которых гидрохромный материал выполнен в виде покрытия.
Первый цвет или второй цвет могут соответствовать состоянию, в котором гидрохромный материал является по существу бесцветным. Термин «бесцветный» используется в данном документе для обозначения материала, который пропускает свет по существу одинаковым образом во всем видимом диапазоне электромагнитного спектра.
Первый цвет и/или второй цвет могут быть полупрозрачными или прозрачными. Полупрозрачные и прозрачные материалы пропускают по меньшей мере 50 процентов падающего света по меньшей мере одной длины волны в видимом диапазоне электромагнитного спектра. Термин «полупрозрачный» используется в данном документе для обозначения материала, который пропускает свет с рассеянием. Термин «прозрачный» используется в данном документе для обозначения материала, который пропускает свет по существу без рассеяния.
Полупрозрачные и прозрачные материалы могут быть по существу бесцветными.
Полупрозрачные и прозрачные материалы могут пропускать свет некоторых длин волн лучше, чем других, так что эти полупрозрачные и прозрачные материалы не являются бесцветными.
Первый цвет и/или второй цвет могут быть непрозрачными. Термин «непрозрачный» используется в данном документе для обозначения материала, который отражает или поглощает более чем 50 процентов падающего света для всех длин волн видимого диапазона электромагнитного спектра. Непрозрачный материал, который поглощает все длины волн, имеет черный цвет. Непрозрачный материал, который отражает все длины волн, имеет цвет, соответствующий цвету падающего света. Непрозрачный материал, который поглощает некоторые длины волн и отражает остальные длины волн, имеет цвет, соответствующий комбинации отражаемых длин волн падающего света.
Гидрохромный материал может содержать один или более пигментов или красителей для обеспечения требуемого первого цвета и/или второго цвета. Гидрохромный материал может содержать один или более неорганических пигментов или красителей. Гидрохромный материал может содержать один или более органических пигментов или красителей. Подходящие пигменты и красители включают в себя азокрасители, антрахиноновые красители, ксантеновые красители, азиновые красители и их комбинации.
Гидрохромный материал может постепенно изменять свой цвет с первого цвета на второй цвет по мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата во время использования генерирующего аэрозоль изделия. Таким образом гидрохромный материал обеспечивает возможность отображения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, оставшегося в части для хранения жидкости. Например, в тех вариантах осуществления, в которых первый цвет является полупрозрачным или прозрачным, а второй цвет является непрозрачным, гидрохромный материал может показывать постепенное повышение непрозрачности по мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать воду. Предпочтительно, цвет гидрохромного материала изменяется в зависимости от наличия или отсутствия воды.
Гидрохромный материал может содержать по меньшей мере одно из следующего: кремневая кислота в виде тонкодисперсных частиц, баритовая пыль, осажденный сульфат бария, карбонат бария, осажденный карбонат кальция, гипс, глина, тальк, белый корунд, основный карбонат магния и их комбинации.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать подложку, причем часть для хранения жидкости содержит пористый субстратный материал, распложенный на подложке, и жидкий образующий аэрозоль субстрат, сорбированный в пористом субстратном материале. Предпочтительно, гидрохромный материал выполнен на внешней поверхности пористого субстратного материала. Иначе говоря, гидрохромный материал предпочтительно выполнен на той поверхности пористого субстратного материала, которая может быть видна пользователю.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать один пористый субстратный материал и один жидкий образующий аэрозоль субстрат, сорбированный в указанном пористом субстратном материале.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать множество отдельных сегментов пористого субстратного материала, расположенных на подложке, причем жидкий образующий аэрозоль субстрат содержит жидкий образующий аэрозоль субстрат, который сорбирован в каждом сегменте пористого субстратного материала. Жидкие образующие аэрозоль субстраты могут быть по существу одинаковыми. По меньшей мере один из жидких образующих аэрозоль субстратов может отличаться от остальных образующих аэрозоль субстратов.
Предпочтительно, плотность каждого пористого субстратного материала составляет от приблизительно 0,1 грамма/кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамма/кубический сантиметр.
Предпочтительно, пористость каждого пористого субстратного материала составляет от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.

Каждый пористый субстратный материал может содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлоза, керамика, нержавеющая сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX.
Предпочтительно, каждый пористый несущий материал является химически инертным по отношению к жидкому образующему аэрозоль субстрату, сорбированному в этом пористом несущем материале.
Подложка и каждый пористый несущий материал могут находиться в контакте между собой в по существу планарной плоскости контакта. Благодаря образованию каждого пористого несущего материала на по существу планарном участке подложки, обеспечивается возможность упрощения изготовления генерирующего аэрозоль изделия.
В контексте данного документа термин «по существу планарный» означает «расположенный по существу в одной плоскости».
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать покровный слой, приваренный к подложке таким образом, чтобы каждый пористый субстратный материал был герметизирован между указанными подложкой и покровным слоем. Предпочтительно, покровный слой приварен к подложке вокруг периферии подложки.
Покровный слой может быть выполнен с возможностью отделения от подложки перед использованием генерирующего аэрозоль изделия.
Покровный слой может быть выполнен с возможностью его сохранения на подложке во время использования генерирующего аэрозоль изделия. Например, покровный слой может быть проколот перед использованием генерирующего аэрозоль изделия. В тех вариантах осуществления, в которых покровный слой выполнен с возможностью сохранения на подложке во время использования генерирующего аэрозоль изделия, по меньшей мере участок покровного слоя, лежащий поверх гидрохромного материала, может быть полупрозрачным или прозрачным.
Подложка может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Предпочтительно, подложка имеет некруглую форму поперечного сечения. Подложка может иметь по существу прямоугольную форму поперечного сечения. Подложка может иметь форму удлиненного, по существу прямоугольного параллелепипеда. Подложка может быть по существу плоской. Подложка может быть по существу планарной. По существу планарная подложка может быть особенно подходящей для тех генерирующих аэрозоль изделий, которые содержат по меньшей мере один твердый образующий аэрозоль субстрат.
Подложка может содержать полимерную фольгу.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать жидкий источник никотина, сорбированный в пористом субстратном материале.
Предпочтительно, жидкий источник никотина содержит одно или более из следующего: никотин, никотиновое основание, никотиновая соль, такая как никотин-HCl, никотин-битартрат или никотин-дитартрат, или производная никотина.
Источник никотина может содержать натуральный никотин или синтетический никотин.
Источник никотина может содержать чистый никотин, раствор никотина в водном или неводном растворителе или жидкий табачный экстракт.
Источник никотина может содержать образующее электролит соединение. Образующее электролит соединение может быть выбрано из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, солей щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов и их комбинаций.
Источник никотина может содержать образующее электролит соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, оксида лития, оксида бария, хлорида калия, хлорида натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, сульфата аммония и их комбинаций.
Источник никотина может содержать водный раствор никотина, никотиновое основание, никотиновую соль или производное никотина и образующее электролит соединение.
Источник никотина может содержать другие компоненты, в том числе, но без ограничения, натуральные ароматизаторы, искусственные ароматизаторы и антиоксиданты.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать первый жидкий образующий аэрозоль субстрат, содержащий источник никотина, сорбированный в пористом субстратном материале, и второй жидкий образующий аэрозоль субстрат, содержащий источник кислоты, сорбированный во втором пористом субстратном материале. Во время использования летучие соединения из источника никотина и источника кислоты могут вступать в реакцию в газовой фазе с образованием аэрозоля, содержащего частицы никотиновой соли.
Источник кислоты может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту. Предпочтительно, источник кислоты содержит органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа-кетокислоту или 2-оксокислоту или молочную кислоту.
Предпочтительно, кислота содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из молочной кислоты, 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты и их комбинаций. Предпочтительно, кислота содержит пировиноградную кислоту или молочную кислоту. Более предпочтительно, кислота содержит молочную кислоту.
Часть для хранения жидкости может содержать емкость для хранения жидкости, заключающую в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат, причем на внутренней поверхности емкости для хранения жидкости выполнен гидрохромный материал. Предпочтительно, по меньшей мере участок емкости для хранения жидкости, лежащий поверх гидрохромного материала, является по существу полупрозрачным или по существу прозрачным. По существу полупрозрачный или по существу прозрачный участок емкости для хранения жидкости обеспечивает возможность для пользователя наблюдать цвет гидрохромного материала во время использования генерирующего аэрозоль изделия.
Емкость для хранения жидкости может быть образована из по существу прозрачного материала, такого как медицинский полиметилметакрилат (PMMA) от компании ALTUGLAS, стирол-бутадиеновый сополимер (SBC) K-Resin от компании Chevron Phillips, полимеры с особыми характеристиками Pebax, Rilsan и Rilsan Clear от компании Arkema, низкоплотные полиэтилены (LDPE) DOW™ LDPE 91003, DOW™ LDPE 91020 (MFI 2.0; плотность 923) от компании DOW (Health+™), полипропилены (PP) PP1013H1, PP1014H1 и PP9074MED от компании ExxonMobil™ и поликарбонат (PC) CALIBRE™ серии 2060 от компании Trinseo. Емкость для хранения жидкости может быть отформована, например, с помощью процесса инжекционного формования.
Предпочтительно, емкость для хранения жидкости содержит выпускное отверстие, образованное в указанной емкости для хранения жидкости, для доставки жидкого образующего аэрозоль субстрата из указанной емкости для хранения жидкости. Указанное выпускное отверстие может быть выполнено на конце емкости для хранения жидкости. Емкость для хранения жидкости может содержать по существу цилиндрическую емкость, имеющую закрытый конец и открытый конец, и крышку, содержащую указанное выпускное отверстие и проходящую поперек указанного открытого конца. Крышка может быть выполнена с возможностью соединения с по существу цилиндрической емкостью за счет посадки с натягом.
Генерирующее аэрозоль изделие может также содержать элемент для транспортировки жидкости, проходящий через указанное выпускное отверстие и имеющий первый конец, расположенный внутри емкости для хранения жидкости. Элемент для транспортировки жидкости обеспечивает преимущество, состоящее в возможности содействия управляемой доставке жидкого образующего аэрозоль субстрата из емкости для хранения жидкости через указанное выпускное отверстие.
Элемент для транспортировки жидкости может содержать капиллярный фитиль. Капиллярный фитиль может быть выполнен из капиллярных волокон, включая стеклянные волокна, углеродные волокна и металлические волокна, или комбинации любого из следующего: стеклянные волокна, углеродные волокна и металлические волокна. Благодаря применению металлических волокон, обеспечивается возможность повышения механической стойкости фитиля без негативного влияния на гидрофобные свойства фитиля в целом. Такие волокна могут быть расположены параллельно центральной оси фитиля, и они могут быть переплетены, скручены или быть частично непереплетенными.
Капиллярный фитиль может иметь волоконную или губчатую структуру. Капиллярный фитиль предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный фитиль может содержать множество волокон или нитей или нитей, или тонких полых трубок. Указанные волокна или нити могут быть в целом выровнены в продольном направлении генерирующего аэрозоль изделия. Капиллярный фитиль может содержать губкообразный или пенообразный материал, образованный в виде стержня. Структура фитиля образует множество тонких каналов или трубок, через которые обеспечивается возможность транспортировки жидкости за счет капиллярного действия. Капиллярный фитиль может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов представляют собой материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков. Капиллярный фитиль может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для того, чтобы использовать его с жидкостями, имеющими разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Капиллярные свойства фитиля, в сочетании со свойствами жидкого образующего аэрозоль субстрата, обеспечивают, чтобы фитиль оставался до тех пор, пока в емкости для хранения жидкости остается жидкий образующий аэрозоль субстрат.
Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагреве. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать нетабачный материал. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал и материал, не содержащий табака. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин.
Предпочтительно, жидкий образующий аэрозоль субстрат содержит вещество для образования аэрозоля.
Генерирующее аэрозоль изделие может также содержать генерирующий аэрозоль элемент, выполненный с возможностью аэрозолизации жидкого образующего аэрозоль субстрата.
В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль изделие содержит элемент для транспортировки жидкости, имеющий первый конец, расположенный внутри емкости для хранения жидкости, указанный генерирующий аэрозоль элемент может быть расположен с возможностью аэрозолизации жидкого образующего аэрозоль субстрата на втором конце элемента для транспортировки жидкости. При использовании жидкий образующий аэрозоль субстрат переносится из емкости для хранения жидкости в направлении генерирующего аэрозоль элемента по элементу для транспортировки жидкости. При активации генерирующего аэрозоль элемента жидкий образующий аэрозоль субстрат в элементе для транспортировки жидкости испаряется с помощью генерирующего аэрозоль элемента с образованием перенасыщенного пара. Перенасыщенный пар смешивается с воздушным потоком и переносится в нем. Во время протекания пар конденсируется с образованием аэрозоля, и этот аэрозоль переносится в направлении рта пользователя.
Генерирующий аэрозоль элемент может содержать вибрационный элемент, такой как пьезоэлектрический элемент. Вибрационный элемент может содержать электрические контакты, выполненные с возможностью обеспечения электрического соединения с источником питания.
Генерирующий аэрозоль элемент может содержать сусцептор, выполненный с возможностью аэрозолизации жидкого образующего аэрозоль субстрата при индукционном нагреве этого сусцептора.
Генерирующий аэрозоль элемент может содержать электрический нагреватель. Электрический нагреватель может содержать электрические контакты, выполненные с возможностью обеспечения электрического соединения с источником питания. Электрический нагреватель может представлять собой резистивный нагреватель. Подходящие электрорезистивные материалы включают в себя, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (например такую, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, металлические сплавы и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают в себя легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают в себя титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают в себя нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal является зарегистрированным товарным знаком компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композитных материалах электрорезистивный материал может быть при необходимости встроен в изолирующий материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Электрический нагреватель может содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton, фольгу, полностью полиимидную фольгу или слюдяную фольгу. Kapton является зарегистрированным товарным знаком компании E.I. du Pont de Nemours и Company, 1007 Market Street, Уилмингтон, Делавэр 19898, Соединенные Штаты Америки.
Электрический нагреватель может содержать инфракрасный нагревательный элемент, фотонный источник или индукционный нагревательный элемент.
Электрический нагреватель может иметь любую подходящую форму. Электрический нагреватель может иметь форму корпуса или подложки, имеющих разные электропроводные участки, или форму электрорезистивной металлической трубки. Электрический нагревательный может представлять собой дисковый (концевой) нагревательный элемент или комбинацию дискового нагревательного элемента с нагревательными иглами или стержнями. В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль изделие содержит элемент для транспортировки жидкости, электрический нагреватель может содержать гибкий лист материала, расположенный таким образом, чтобы окружать или частично окружать второй конец элемента для транспортировки жидкости. Другие возможные варианты включают в себя нагревательную проволоку или нить, например проволоку из Ni-Cr, платины, вольфрама или сплава, или нагревательную пластину. При необходимости нагревательный элемент может быть нанесен внутри или снаружи на жесткий несущий материал.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль изделие согласно первому аспекту настоящего изобретения; генерирующий аэрозоль элемент, выполненный с возможностью аэрозолизации жидкого образующего аэрозоль субстрата генерирующего аэрозоль изделия; и генерирующее аэрозоль устройство. Генерирующее аэрозоль устройство содержит электрический источник питания и контроллер для управления подачей электрической мощности от электрического источника питания на генерирующий аэрозоль элемент. Генерирующая аэрозоль система выполнена таким образом, что гидрохромный материал генерирующего аэрозоль изделия виден с внешней стороны генерирующей аэрозоль системы.
В генерирующих аэрозоль системах согласно второму аспекту настоящего изобретения, гидрохромный материал виден с внешней стороны генерирующей аэрозоль системы. Следовательно, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности для пользователя наблюдать гидрохромный материал во время использования генерирующей аэрозоль системы для определения факта израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата.
Предпочтительно, генерирующее аэрозоль изделие и/или генерирующее аэрозоль устройство содержат полупрозрачный участок или прозрачный участок, лежащий поверх гидрохромного материала. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль изделие содержит полупрозрачный участок или прозрачный участок, лежащий поверх гидрохромного материала.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать корпус, образующий полость для размещения по меньшей мере участка образующего аэрозоль изделия. В таких вариантах осуществления корпус может содержать полупрозрачный участок или прозрачный участок, выполненный с возможностью нахождения поверх гидрохромного материала при размещении по меньшей мере участка генерирующего аэрозоль изделия внутри указанной полости.
Генерирующий аэрозоль элемент может образовывать участок генерирующего аэрозоль изделия, как описано в данном документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать электрические контакты, выполненные с возможностью электрического соединения с электрическими контактами на генерирующем аэрозоль элементе.
Генерирующий аэрозоль элемент может образовывать участок образующего аэрозоль устройства.
Генерирующий аэрозоль элемент может быть выполнен отдельно как от генерирующего аэрозоль изделия, так и от генерирующего аэрозоль устройства, при этом генерирующий аэрозоль элемент объединяют с генерирующим аэрозоль изделием и генерирующим аэрозоль устройством для образования генерирующей аэрозоль системы. В тех вариантах осуществления, в которых генерирующий аэрозоль элемент выполнен с возможностью использования с множеством генерирующих аэрозоль изделий, может быть предпочтителен генерирующий аэрозоль элемент, который выполнен отдельно как от генерирующего аэрозоль изделия, так и от генерирующего аэрозоль устройства. Например, генерирующий аэрозоль элемент, который выполнен отдельно от генерирующего аэрозоль изделия и генерирующего аэрозоль устройства, обеспечивает возможность содействия очистке генерирующего аэрозоль элемента. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать электрические контакты, выполненные с возможностью электрического соединения с электрическими контактами на генерирующем аэрозоль элементе.
Подходящие генерирующие аэрозоль элементы описаны в данном документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения.
Электрический источник питания может представлять собой источник постоянного тока (DC). В предпочтительных вариантах осуществления электрический источник питания содержит батарею. Электрический источник питания может содержать никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную или литий-полимерную батарею.
Генерирующее аэрозоль устройство может также содержать электронный фотодетектор, выполненный с возможностью определения оптической характеристики гидрохромного материала генерирующего аэрозоль изделия при объединении этого генерирующего аэрозоль изделия с генерирующим аэрозоль устройством. Контроллер выполнен с возможностью отслеживания значения определяемой оптической характеристики при работе генерирующего аэрозоль устройства во взаимодействии с генерирующим аэрозоль изделием. Контроллер выполнен с возможностью управления подачей электрической мощности от электрического источника питания на генерирующий аэрозоль элемент при нахождении значения определяемой оптической характеристики в пределах первого диапазона, соответствующего первому цвету. Контроллер выполнен с возможностью предотвращения подачи электрической мощности от электрического источника питания на генерирующий аэрозоль элемент при нахождении значения определяемой оптической характеристики вне первого диапазона, что соответствует второму цвету. Это может быть особенно полезно в тех вариантах осуществления, в которых генерирующий аэрозоль элемент содержит электрический нагреватель, поскольку контроллер выполнен с возможностью предотвращения дальнейшего нагрева генерирующего аэрозоль изделия при обнаружении второго цвета. Иначе говоря, контроллер выполнен с возможностью предотвращения дальнейшего нагрева в случае израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата.
Контроллер может быть выполнен с возможностью многократного измерения значения определяемой оптической характеристики во время работы генерирующего аэрозоль устройства во взаимодействии с генерирующим аэрозоль изделием для определения того факта, что значение определяемой оптической характеристики больше не находится в пределах перового диапазона. Контроллер может быть выполнен с возможностью периодического измерения значения определяемой оптической характеристики. Контроллер может быть выполнен с возможностью непрерывного измерения значения определяемой оптической характеристики во время работы генерирующего аэрозоль устройства во взаимодействии с генерирующим аэрозоль изделием.
Контроллер может быть выполнен с возможностью оценки количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, оставшегося в генерирующем аэрозоль изделии, на основе измеренного значения определяемой оптической характеристики гидрохромного материала. Как описано в данном документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения, гидрохромный материал может постепенно изменять свой цвет с первого цвета на второй цвет по мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать устройство обратной связи для обеспечения обратной связи с пользователем, показывающей оценочное количество оставшегося жидкого образующего аэрозоль субстрата.
Указанная оптическая характеристика может включать в себя по меньшей мере одно из следующего: отражающая способность, поглощающая способность, пропускающая способность, цвет и их комбинации.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль устройство, выполненное с возможностью объединения с генерирующим аэрозоль изделием. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью объединения с генерирующим аэрозоль изделием согласно первому аспекту настоящего изобретения. Генерирующее аэрозоль устройство содержит электрический источник питания, электронный фотодетектор и контроллер. Электронный фотодетектор выполнен с возможностью определения оптической характеристики участка генерирующего аэрозоль изделия при объединении этого генерирующего аэрозоль изделия с генерирующим аэрозоль устройством. Контроллер выполнен с возможностью отслеживания значения определяемой оптической характеристики при работе генерирующего аэрозоль устройства во взаимодействии с генерирующим аэрозоль изделием. Контроллер выполнен с возможностью управления подачей электрической мощности от электрического источника питания на генерирующий аэрозоль элемент при нахождении значения определяемой оптической характеристики в пределах первого диапазона. Контроллер выполнен с возможностью предотвращения подачи электрической мощности от электрического источника питания на генерирующий аэрозоль элемент при нахождении значения определяемой оптической характеристики вне первого диапазона. Первый диапазон может включать в себя любое значение, большее или меньшее заданного порогового значения.
Контроллер выполнен с возможностью многократного измерения значения определяемой оптической характеристики во время работы генерирующего аэрозоль устройства во взаимодействии с генерирующим аэрозоль изделием для определения того факта, что значение определяемой оптической характеристики больше не находится в пределах первого диапазона. Контроллер может быть выполнен с возможностью периодического измерения значения определяемой оптической характеристики. Контроллер может быть выполнен с возможностью непрерывного измерения значения определяемой оптической характеристики во время работы генерирующего аэрозоль устройства во взаимодействии с генерирующим аэрозоль изделием.
Контроллер может быть выполнен с возможностью оценки количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, оставшегося в генерирующем аэрозоль изделии, на основе измеренного значения определяемой оптической характеристики. В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью использования с генерирующим аэрозоль изделием согласно первому аспекту настоящего изобретения, контроллер может быть выполнен с возможностью оценки количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, оставшегося в части для хранения жидкости, на основе измеренного значения определяемой оптической характеристики гидрохромного материала. Гидрохромный материал может постепенно изменять свой цвет с первого цвета на второй цвет по мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать устройство обратной связи для обеспечения обратной связи с пользователем, показывающей оценочное количество оставшегося жидкого образующего аэрозоль субстрата.
В тех вариантах осуществления, в которых контроллер выполнен с возможностью объединения с генерирующим аэрозоль изделием согласно первому аспекту настоящего изобретения, значения определяемой оптической характеристики, находящиеся в пределах первого диапазона, могут соответствовать первому цвету гидрохромного материала. Значения определяемой оптической характеристики, находящиеся вне первого диапазона, могут соответствовать второму цвету гидрохромного материала.
Указанная оптическая характеристика может включать в себя по меньшей мере одно из следующего: отражающая способность, поглощающая способность, пропускающая способность, цвет и их комбинации.
Генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью объединения с генерирующим аэрозоль изделием. Иначе говоря, генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью функционального соединения с генерирующим аэрозоль изделием. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать полость для размещения по меньшей мере участка генерирующего аэрозоль изделия. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать крепежный участок для разъемного прикрепления генерирующего аэрозоль устройства к генерирующему аэрозоль изделию. Крепежный участок может содержать винтовую резьбу для соединения с соответствующей винтовой резьбой на генерирующем аэрозоль изделии. Крепежный участок может быть выполнен с возможностью соединения с соответствующим крепежным участком на генерирующем аэрозоль изделии за счет посадки с натягом.
Генерирующее аэрозоль устройство может также содержать генерирующий аэрозоль элемент. Подходящие генерирующие аэрозоль элементы описаны в данном документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения.
Генерирующее аэрозоль устройство может быть выполнено с возможностью объединения с генерирующим аэрозоль изделием, содержащим генерирующий аэрозоль элемент. Генерирующее аэрозоль устройство может быть выполнено с возможностью объединения с генерирующим аэрозоль изделием и отдельным генерирующим аэрозоль элементом. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать электрические контакты, выполненные с возможностью электрического соединения с электрическими контактами на генерирующем аэрозоль элементе.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать любые из необязательных или предпочтительных признаков, описанных в данном документе применительно к генерирующим аэрозоль устройствам, образующим часть генерирующей аэрозоль системы согласно второму аспекту настоящего изобретения.
Генерирующее аэрозоль устройство согласно третьему аспекту настоящего изобретения может быть объединено с генерирующим аэрозоль изделием согласно первому аспекту настоящего изобретения для образования генерирующей аэрозоль системы.
Настоящее изобретение далее описано только на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показано генерирующее аэрозоль изделие согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
на фиг. 2 показано генерирующее аэрозоль устройство для использования с генерирующим аэрозоль изделием, показанным на фиг. 1;
на фиг. 3 показано генерирующее аэрозоль изделие, представленное на фиг. 1, после частичного использования; и
на фиг. 4 показана генерирующая аэрозоль система согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показано генерирующее аэрозоль изделие 10 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующее аэрозоль изделие 10 содержит подложку 12 и множество отдельных частей 14 для хранения жидкости, расположенных на подложке 12. К подложке 12 прикреплен съемный покровный слой 16 таким образом, что множество частей 14 для хранения жидкости герметизировано между подложкой 12 и покровным слоем 16.
Каждая из частей 14 для хранения жидкости содержит пористый субстратный материал и жидкий образующий аэрозоль субстрат, сорбированный на пористом субстратном материале. На поверхности каждого из пористых субстратных материалов выполнен гидрохромный материал 18. Гидрохромный материал 18 выполнен таким образом, чтобы он был по существу прозрачным при контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом с тем, чтобы был виден цвет нижележащего пористого субстратного материала.
На фиг. 2 показан вид в сечении генерирующего аэрозоль устройства 100 для использования с генерирующим аэрозоль изделием 10 по фиг. 1. Генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит корпус 112, образующий полость 114 для размещения генерирующего аэрозоль изделия 10. На расположенном раньше по ходу потока конце полости 114 выполнено впускное отверстие 116 для воздуха, и на расположенном дальше по ходу потока конце корпуса 112 расположен мундштук 118. Выпускное отверстие 120 для воздуха, выполненное в мундштуке 118, сообщается по текучей среде с полостью 114, так что образован воздушный тракт через полость 114 между впускным отверстием 116 для воздуха и выпускным отверстием 120 для воздуха. Во время использования пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 118 для втягивания воздуха внутрь полости 114 через впускное отверстие 116 для воздуха и вывода воздуха из полости 114 через выпускное отверстие 20 для воздуха.
Прозрачное окно 121, выполненное в корпусе 112, обеспечивает возможность для пользователя наблюдать генерирующее аэрозоль изделие 10 при размещении этого генерирующего аэрозоль изделия 10 внутри полости 114.
Генерирующее аэрозоль устройство 100 также содержит множество генерирующих аэрозоль элементов 122, выполненных на планарной стенке 124 полости 114. Каждый из генерирующих аэрозоль элементов 122 содержит электрический нагревательный элемент 126, выполненный на общем опорном слое 128.
Генерирующее аэрозоль устройство 100 также содержит электрический источник 140 питания и контроллер 142, расположенный внутри корпуса 112. Во время работы генерирующего аэрозоль устройства 100 контроллер 142 управляет подачей электрического тока от электрического источника 140 питания на каждый генерирующий аэрозоль элемент 122 для активации этого генерирующего аэрозоль элемента 122. Контроллер 142 может быть выполнен с возможностью активации множества генерирующих аэрозоль элементов 122 по группам, причем активация и деактивация указанных групп производится последовательно.
Во время использования генерирующее аэрозоль изделие 10 вставляют внутрь полости 114 таким образом, чтобы генерирующее аэрозоль изделие 10 и генерирующее аэрозоль устройство 100 образовали генерирующую аэрозоль систему. Затем контроллер 142 последовательно активирует и деактивирует генерирующие аэрозоль элементы 122 для последовательного нагрева отдельных частей 14 для хранения жидкости. Каждый раз при нагреве части 14 для хранения жидкости, происходит аэрозолизация жидкого образующего аэрозоль субстрата до тех пор, пока в пористом субстратном материале по существу не останется жидкого образующего аэрозоль субстрата. При отсутствии жидкого образующего аэрозоль субстрата цвет гидрохромного материала 18 на пористом субстратном материале изменяется с по существу прозрачного на непрозрачный цвет, например белый. На фиг. 3 показано генерирующее аэрозоль изделие 10 по фиг. 1 после того, как нагреты некоторые из частей 14 для хранения жидкости, и гидрохромный материал 18 превратился из по существу прозрачного в белый.
Во время использования пользователь имеет возможность наблюдения генерирующего аэрозоль изделия 10 через прозрачное окно 121 в генерирующем аэрозоль устройстве 100 для контроля цвета гидрохромного материала 18 на каждой части 14 для хранения жидкости. Таким образом для пользователя обеспечивается возможность определения того, сколько частей 14 для хранения жидкости нагрето.
На фиг. 4 показана генерирующая аэрозоль система 200 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующая аэрозоль система 200 содержит генерирующее аэрозоль устройство 202 и генерирующее аэрозоль изделие 204, разъемно прикрепленное к генерирующему аэрозоль устройству. Генерирующая аэрозоль система может представлять собой электронную курительную систему, в которой генерирующее аэрозоль устройство 202 представляет собой основную часть электронной курительной системы, а генерирующее аэрозоль изделие 204 представляет собой сменный картридж, такой как картомайзер.
Генерирующее аэрозоль устройство 202 содержит корпус 201, электрический источник 207 питания, устройство 208 обратной связи, контроллер 209, систему 211 обнаружения затяжек и электронный фотодетектор 212.
Генерирующее аэрозоль изделие 204 содержит часть 213 для хранения жидкости, содержащую прозрачную емкость 214 для хранения жидкости, заключающую в себе жидкий образующий аэрозоль субстрат 215. Генерирующее аэрозоль изделие 204 также содержит элемент 217 для транспортировки жидкости, выполненный в виде капиллярного фитиля, и генерирующий аэрозоль элемент 219, содержащий электрический нагреватель. Первый конец капиллярного фитиля проходит внутрь емкости 214 для хранения жидкости, и второй конец капиллярного фитиля окружен электрическим нагревателем. Электрический нагреватель соединен с генерирующим аэрозоль устройством 202 посредством электрических соединений 221.
Гидрохромный материал 218 выполнен на внутренней поверхности емкости 214 для хранения жидкости и находится в контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом 215. Гидрохромный материал 218 выполнен с возможностью окрашивания в первый цвет при контакте с жидким образующим аэрозоль субстратом, и во второй цвет при израсходовании жидкого образующего аэрозоль субстрата 215 в емкости 214 для хранения жидкости. Первый цвет может быть прозрачным, а второй цвет может быть непрозрачным.
Генерирующее аэрозоль изделие 204 содержит также впускное отверстие 223 для воздуха, выпускное отверстие 225 для воздуха и камеру 227 для образования аэрозоля.
Во время использования жидкий образующий аэрозоль субстрат 215 переносится или транспортируется за счет капиллярного действия из емкости 214 для хранения жидкости от первого конца фитиля 217 ко второму концу фитиля 217, который окружен указанным электрическим нагревателем. При осуществлении пользователем затяжки на устройстве через выпускное отверстие 225 для воздуха, окружающий воздух втягивается через впускное отверстие 223 для воздуха. Система 211 обнаружения затяжек обнаруживает затяжку и активирует электрический нагреватель. Электрический источник 207 питания подает энергию на электрический нагреватель для нагрева конца фитиля 217, окруженного указанным электрическим нагревателем. Жидкий образующий аэрозоль субстрат 215 во втором конце фитиля 217 испаряется под действием электрического нагревателя с образованием перенасыщенного пара. В то же самое время испаренный жидкий образующий аэрозоль субстрат 215 замещается новым жидким образующим аэрозоль субстратом 215, перемещающимся по фитилю 217 за счет капиллярного действия. Образующийся перенасыщенный пар смешивается с воздушным потоком и переносится в нем из впускного отверстия 223 для воздуха. В камере 227 для образования аэрозоля пар конденсируется с образованием вдыхаемого аэрозоля, который переносится в направлении выпускного отверстия 225 и из него в рот пользователя.
Во время работы генерирующей аэрозоль системы 200 электронный фотодетектор 212 определяет оптическую характеристику гидрохромного материала 218 через прозрачную емкость 214 для хранения жидкости. По мере потребления жидкого образующего аэрозоль субстрата 215 из емкости 215 для хранения жидкости, гидрохромный материал 218 постепенно меняет свой цвет с первого цвета на второй цвет. Контроллер 209 отслеживает значение определяемой оптической характеристики и непрерывно оценивает количество жидкого образующего аэрозоль субстрата 215, оставшееся в емкости 214 для хранения жидкости. Оценочное оставшееся количество жидкого образующего аэрозоль субстрата 215 отображается на устройстве 208 обратной связи. В случае, если значение определяемой оптической характеристики гидрохромного материала 218 соответствует второму цвету, контроллер 209 предотвращает дальнейшую активацию электрического нагревателя.