ИСПАРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВЕЙПИНГА И СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ИСПАРИТЕЛЯ
ELECTRONIC DEVICE EVAPORATOR FOR VAPING AND A METHOD OF EVAPORATOR FORMATION

Настоящее изобретение относится к электронному устройству для вейпинга или электронному устройству для парения.
Электронное устройство для парения содержит элемент-нагреватель, который испаряет готовый состав для испарения для образования «пара».
Электронное устройство для парения содержит блок питания, такой как перезаряжаемая батарея, расположенный в устройстве. Батарея электрически присоединена к нагревателю таким образом, что нагреватель нагревает до температуры, достаточной для преобразования готового состава для испарения в пар. Пар выходит из электронного устройства для парения через мундштук, содержащий по меньшей мере одно выпускное отверстие.
По меньшей мере один примерный вариант осуществления относится к способу образования испарителя электронного устройства для вейпинга.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления способ образования испарителя электронного устройства для вейпинга включает нанесение пористого материала на по меньшей мере одну поверхность нагревательного элемента с образованием на нем покрытия, при этом нагревательный элемент образован из проводящего материала.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пористый материал имеет пористость в диапазоне от приблизительно 50 процентов до приблизительно 80 процентов. Пористый материал является гибким в сухом состоянии. Пористый материал является гидрофильным материалом. Пористый материал содержит по меньшей мере одно из керамики и целлюлозы.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления толщина покрытия составляет от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,0 миллиметра.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления этап нанесения включает погружение нагревательного элемента в суспензию, содержащую пористый материал. В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления способ включает высушивание нагревательного элемента при температуре от приблизительно 100 градусов по Фаренгейту до приблизительно 500 градусов по Фаренгейту. Суспензия содержит от приблизительно 50 процентов до приблизительно 99 процентов пористого материала.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления этап нанесения включает распыление на нагревательный элемент композиции, содержащей пористый материал. Способ может включать высушивание нагревательного элемента.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления этап нанесения включает присоединение пористого материала к по меньшей мере одной поверхности нагревательного элемента.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления способ включает придание нагревательному элементу формы перед этапом нанесения.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления способ включает придание нагревательному элементу формы после этапа нанесения.
По меньшей мере один примерный вариант осуществления относится к картриджу электронного устройства для вейпинга.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления картридж электронного устройства для вейпинга содержит кожух, проходящий в продольном направлении, резервуар в кожухе, причем резервуар выполнен с возможностью хранения готового состава для испарения, испаритель в кожухе и абсорбирующий материал между резервуаром и испарителем. Испаритель содержит нагревательный элемент, образованный из проводящего материала, и покрытие из пористого материала на по меньшей мере одной поверхности нагревательного элемента нагревателя. Абсорбирующий материал выполнен с возможностью передачи готового состава для испарения из резервуара на покрытие испарителя.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пористый материал имеет пористость в диапазоне от приблизительно 50 процентов до приблизительно 80 процентов. Пористый материал является гибким в сухом состоянии. Пористый материал является гидрофильным материалом и содержит по меньшей мере одно из керамики и целлюлозы.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления нагревательный элемент выполнен в форме одного или более из следующего: катушка, проволока, пластина, штампованная пластина, спираль, трубка, закрученный нагреватель, стержень и диск.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления толщина покрытия составляет от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,0 миллиметра.
По меньшей мере один примерный вариант осуществления относится к электронному устройству для вейпинга.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления электронное устройство для вейпинга содержит кожух, проходящий в продольном направлении, резервуар в кожухе, причем резервуар выполнен с возможностью хранения готового состава для испарения, испаритель в кожухе, абсорбирующий материал между резервуаром и испарителем и блок питания в кожухе, причем блок питания выполнен с возможностью электрического присоединения к нагревательному элементу. Испаритель содержит нагревательный элемент, образованный из проводящего материала, и покрытие из пористого материала на по меньшей мере одной поверхности нагревательного элемента. Абсорбирующий материал выполнен с возможностью передачи готового состава для испарения из резервуара на покрытие испарителя.
Различные признаки и преимущества неограничивающих вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, могут стать более очевидными при прочтении подробного описания в сочетании с сопроводительными графическими материалами. Сопроводительные графические материалы представлены исключительно для иллюстративных целей и не должны интерпретироваться как ограничивающие объем формулы изобретения. Сопроводительные графические материалы не должны рассматриваться как изображенные в масштабе, если это не указано явным образом. Для ясности различные размеры графических материалов могли быть увеличены.
На фиг. 1 показан вид сбоку электронного устройства для парения согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении по линии II-II электронного устройства для парения по фиг. 1 согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 3 показан увеличенный вид в поперечном сечении испарителя электронного устройства для парения по фиг. 2 согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 4 показан испаритель согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 5 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 6 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 7 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 8 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 9 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 10 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 11 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 12 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
На фиг. 13 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В настоящем документе раскрыты некоторые подробные примерные варианты осуществления. Тем не менее, конкретные структурные и функциональные подробности, раскрытые в настоящем документе, представлены исключительно в целях описания примерных вариантов осуществления. Однако примерные варианты осуществления могут быть осуществлены во многих альтернативных формах и не должны рассматриваться в качестве ограниченных только примерными вариантами осуществления, изложенными в настоящем документе.
Соответственно, поскольку примерные варианты осуществления могут иметь различные модификации и альтернативные формы, соответствующие примерные варианты осуществления показаны в качестве примера на графических материалах и будут подробно описаны в настоящем документе. Однако следует понимать, что примерные варианты осуществления не предназначены для их ограничения конкретными раскрытыми формами, а наоборот, примерные варианты осуществления должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы в рамках объема примерных вариантов осуществления. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию фигур.
Следует понимать, что, если элемент или слой обозначен как «расположенный на», «соединенный с», «связанный с» или «покрывающий» другой элемент или слой, он может быть непосредственно расположен на, соединен с, связан с или может покрывать другой элемент или слой, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. И наоборот, если элемент обозначен как «непосредственно расположенный на», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно связанный с» другим элементом или слоем, то промежуточные элементы или слои отсутствуют. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию.
Следует понимать, что, хотя термины «первый», «второй», «третий» и т. д. могут использоваться в данном документе для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев или секций, эти элементы, компоненты, области, слои или секции не должны ограничиваться данными терминами. Эти термины используются лишь для того, чтобы отличить один элемент, компонент, область, слой или секцию от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Таким образом, первые элемент, компонент, область, слой или секция, рассмотренные ниже, могут именоваться вторыми элементом, компонентом, областью, слоем или секцией без отступления от идей примерных вариантов осуществления.
Термины относительного пространственного расположения (например, «ниже», «под», «нижний», «над», «верхний» и т. п.) могут использоваться в настоящем документе с целью упрощения описания для раскрытия связи одного элемента или признака с другим элементом или признаком, как проиллюстрировано на фигурах. Следует понимать, что термины относительного пространственного расположения предназначены для охвата различных ориентаций устройства во время использования или работы, в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» или «ниже» других элементов или признаков, окажутся расположенными «над» другими элементами или признаками. Следовательно, термин «под» может охватывать расположение как выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или расположено с другими ориентациями), и определения относительного пространственного расположения, используемые в настоящем документе, будут интерпретироваться соответствующим образом.
Терминология, используемая в настоящем документе, предназначена лишь для описания различных примерных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения примерных вариантов осуществления. В контексте настоящего документа формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Следует также понимать, что термины «включает», «включающий», «содержит» и «содержащий», при их использовании в настоящем описании, указывают на присутствие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов или их групп.
Примерные варианты осуществления описаны в настоящем документе со ссылкой на иллюстрации в поперечном сечении, которые являются схематичными изображениями идеализированных вариантов осуществления (или промежуточных структур) примерных вариантов осуществления. Таким образом, следует ожидать изменения форм иллюстраций в результате изменения, например, технологий изготовления или допусков. Следовательно, примерные варианты осуществления не должны рассматриваться как ограниченные формами областей, проиллюстрированных в настоящем документе, а должны включать отклонения по формам, которые обусловлены, например, процессом изготовления.
Если не определено иное, то все термины (в том числе технические и научные термины), используемые в настоящем документе, имеют те же самые значения, в которых их обычно понимает специалист в области техники, к которой относятся примерные варианты осуществления. Следует также понимать, что термины, в том числе те, которые определены в общеупотребительных словарях, должны интерпретироваться как имеющие значение, соответствующее их значению в контексте соответствующей области техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это явно не определено в настоящем документе.
На фиг. 1 показан вид сбоку электронного устройства для парения согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 1, электронное устройство 10 для вейпинга (электронное устройство для парения) может содержать заменяемый картридж (или первую секцию) 15 и секцию батареи повторного использования (или вторую секцию) 20, которые могут быть соединены вместе резьбовым соединителем 25. Следует понимать, что соединитель 25 может представлять собой любой тип соединителя, такой как по меньшей мере одно из скользящей посадки, защелки, зажима, штыкового соединителя или замка. Впускное отверстие 55 для воздуха продолжается через часть соединителя 25.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления соединитель 25 может представлять собой соединитель, описанный в заявке США № 15/154439, поданной 13 мая 2016 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Как описано в заявке США № 15/154439, соединитель 25 может быть образован с помощью способа глубокой вытяжки.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления первая секция 15 может содержать первый кожух 30, а вторая секция 20 может содержать второй кожух 30'. Электронное устройство 10 для парения содержит вставку 35 на мундштучном конце на первом конце.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления первый кожух 30 и второй кожух 30' могут иметь по существу цилиндрическое поперечное сечение. В других примерных вариантах осуществления кожухи 30 и 30' могут иметь по существу треугольное поперечное сечение вдоль одного или более из первой секции 15 и второй секции 20. Кроме того, кожухи 30 и 30' могут иметь одинаковую или разную форму поперечного сечения или одинаковый или разный размер. Как описано в настоящем документе, кожухи 30, 30' также могут называться наружными или основными кожухами.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления электронное устройство 10 для парения может содержать торцевую крышку 40 на втором конце 50 электронного устройства 10 для парения. Электронное устройство 10 для парения также содержит световой индикатор 60 между торцевой крышкой 40 и первым концом 45 электронного устройства 10 для парения.
На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении по линии II-II электронного устройства для парения по фиг. 1.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 2, первая секция 15 может содержать резервуар 95, выполненный с возможностью хранения готового состава для испарения, и нагреватель 80, который может испарять готовый состав для испарения. Испаритель 80 содержит нагревательный элемент 85 и по меньшей мере одно покрытие из пористого материала 90 на по меньшей мере одной поверхности нагревательного элемента 85. Пористый материал 90 может втягивать готовый состав для испарения из резервуара 95. Электронное устройство 10 для парения может содержать признаки, изложенные в по меньшей мере одном из публикации заявки на патент США № 2013/0192623, выданной на имя Tucker и соавторов, поданной 31 января 2013 г., и заявки США № 15/135930, выданной на имя Holtz и соавторов, поданной 22 апреля 2016 г., полное содержание каждой из которых включено в настоящий документ посредством ссылки. В других примерных вариантах осуществления электронное устройство для парения может содержать признаки, изложенные в по меньшей мере одном из заявки на патент США № 15/135923, поданной 22 апреля 2016 г., и патента США № 9289014, выданного 22 марта 2016 г., полное содержание каждого из которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления готовый состав для испарения представляет собой материал или комбинацию материалов, которые могут трансформироваться в пар. Например, готовый состав для испарения может представлять собой по меньшей мере один из жидкого, твердого или гелеобразного состава, в том числе, но без ограничения: воду, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы, парообразующие вещества, такие как глицерин и пропиленгликоль, и их комбинации.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления первая секция 15 может содержать кожух 30, проходящий в продольном направлении, и внутреннюю трубку (или трубу) 70, соосно расположенную в кожухе 30.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления первый соединительный элемент 155 может содержать секцию с наружной резьбой для эффективного соединения первой секции 15 и второй секции 20.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления по меньшей мере два впускных отверстия 55 для воздуха могут быть расположены в кожухе 30. В качестве альтернативы, одно впускное отверстие 55 для воздуха может быть расположено в кожухе 30. Такое расположение обеспечивает размещение впускных отверстий 55 для воздуха рядом с соединителем 25 без преграждения присутствием первого соединительного элемента 155. Такое расположение также может усилить область впускных отверстий 55 для воздуха, чтобы облегчить точное высверливание впускных отверстий 55 для воздуха.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления впускные отверстия 55 для воздуха могут быть предусмотрены в соединителе 25, а не в кожухе 30. В других примерных вариантах осуществления соединитель 25 может не содержать резьбовые части.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления по меньшей мере одно впускное отверстие 55 для воздуха может быть образовано в кожухе 30, смежном с соединителем 25, для сведения к минимуму вероятности преграждения одного из отверстий пальцами взрослого вейпера и для управления сопротивлением втягиванию (RTD) во время парения. В примерном варианте осуществления впускные отверстия 55 для воздуха могут быть проточены в кожухе 30 с помощью высокоточного инструмента так, что их диаметры точно контролируются и повторяются от одного электронного устройства 10 для парения к следующему в ходе изготовления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления впускные отверстия 55 для воздуха могут иметь такой размер и быть выполнены таким образом, что электронное устройство 10 для парения характеризуется сопротивлением втягиванию (RTD) в диапазоне от приблизительно 60 миллиметров водяного столба до приблизительно 150 миллиметров водяного столба.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления передняя часть 110 уплотнителя 65 может быть вставлена в первую концевую часть 105 внутренней трубки 70. Наружный периметр уплотнителя 65 может обеспечивать по существу непроницаемое уплотнение с внутренней поверхностью 125 кожуха 30. Уплотнитель 65 может содержать центральный канал 115, расположенный между внутренним проходом 120 внутренней трубки 70 и внутренним пространством вставки 35 на мундштучном конце, который может переносить пар из внутреннего прохода 120 к вставке 35 на мундштучном конце. Вставка 35 на мундштучном конце содержит по меньшей мере два выпускных отверстия 100, которые могут быть расположены со смещением от продольной оси электронного устройства 10 для парения. Выпускные отверстия 100 могут быть направлены наружу под углом относительно продольной оси электронного устройства 10 для парения. Выпускные отверстия 100 могут быть по существу равномерно распределены по периметру вставки 35 на мундштучном конце так, чтобы осуществлять по существу равномерное распределение пара.
Абсорбирующий материал 205 окружает второй конец внутренней трубки 70. Абсорбирующий материал 205 выполнен в форме диска и имеет центральный канал 210, проходящий через него. Центральный канал 210 находится в сообщении с внутренним проходом 120 внутренней трубки 70. Абсорбирующий материал 205 имеет такой размер и выполнен с возможностью плотного вмещения между внутренней трубкой и внутренней поверхностью 125 кожуха 30.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пространство, образованное между уплотнителем 65, абсорбирующим материалом 205, кожухом 30 и внутренней трубкой 70 может устанавливать границы резервуара 95. Резервуар 95 может содержать готовый состав для испарения и необязательно среду для хранения (не показана), выполненную с возможностью хранения в ней готового состава для испарения. Среда для хранения может содержать обмотку из хлопчатобумажной марли или другого волокнистого материала вокруг внутренней трубки 70.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления резервуар 95 может по меньшей мере частично окружать внутренний проход 120.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления резервуар 95 может иметь такой размер и быть выполнен с возможностью вмещения достаточного количества готового состава для испарения таким образом, что электронное устройство 10 для парения может быть выполнено с возможностью парения в течение по меньшей мере приблизительно 200 секунд. Более того, электронное устройство 10 для парения может быть выполнено с возможностью обеспечения длительности каждой затяжки максимально приблизительно 5 секунд.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления среда для хранения может представлять собой волоконный материал, содержащий по меньшей мере одно из хлопка, полиэтилена, сложного полиэфира, вискозы и их комбинаций. Волокна могут иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 6 микрометров до приблизительно 15 микрометров (например, от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 12 микрометров или от приблизительно 9 микрометров до приблизительно 11 микрометров). Среда для хранения может представлять собой спеченный, пористый или вспененный материал. Кроме того, волокна могут иметь такой размер, чтобы их вдыхание было невозможно, и могут иметь поперечное сечение, которое имеет Y-образную форму, крестообразную форму, форму клевера или любую другую подходящую форму. В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления резервуар 95 может содержать наполненную емкость, не имеющую какой-либо среды для хранения и содержащую только готовый состав для испарения.
Во время парения готовый состав для испарения может быть перенесен из резервуара 95, среды для хранения или из них обоих ближе к нагревательному элементу 85 посредством капиллярного действия абсорбирующего материала 205 и пористого материала 90, покрывающего нагревательный элемент 85.
В по меньшей мере одном примерном варианте абсорбирующий материал 205, пористый материал 90 или они оба могут содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов могут представлять собой, но без ограничения, материалы на основе бумаги, целлюлозы, стекла, керамики или графита. Абсорбирующий материал 205, пористый материал 90 или они оба могут обладать любым подходящим действием капиллярного втягивания для вмещения готовых составов для испарения, имеющих разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Материалы на основе стекла могут иметь форму волокон, гранул или и того и другого. Абсорбирующий материал 205, пористый материал 90 или они оба могут быть непроводящими.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пористый материал 90 может содержать оксид алюминия, оксид циркония, диоксид кремния, кварц и их комбинации.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления абсорбирующий материал 205, пористый материал 90 или они оба выбраны таким образом, что пористый материал 90 не теряет структурную целостность при насыщении готовым составом для испарения. Абсорбирующий материал 205, пористый материал 90 или они оба могут быть гидрофильными.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пористость пористого материала 90 составляет по меньшей мере приблизительно 50 процентов (например, по меньшей мере приблизительно 60 процентов, по меньшей мере приблизительно 70 процентов, по меньшей мере приблизительно 80 процентов, по меньшей мере приблизительно 90 процентов или по меньшей мере приблизительно 95 процентов). Низкая пористость требует более твердой массы на проволоке, что увеличивает тепловую задержку и энергоэффективность. Пористый материал 90 является по существу теплостойким до приблизительно 500 градусов Цельсия (например, до приблизительно 450 градусов Цельсия, до приблизительно 400 градусов Цельсия, до приблизительно 350 градусов Цельсия или до приблизительно 300 градусов Цельсия).
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пористый материал 90 нанесен на нагревательный элемент 85 с помощью по меньшей мере одного из распыления, погружения или присоединения пористого материала 90 к по меньшей мере одной поверхности нагревательного элемента 85, как будет описано ниже. Покрытие пористого материала 90 может иметь толщину, составляющую от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,0 миллиметра (например, от приблизительно 0,6 миллиметра до приблизительно 0,9 миллиметра или от приблизительно 0,7 миллиметра до приблизительно 0,8 миллиметра). Толщина покрытия пористого материала 90 может быть выбрана с целью удержания достаточного количества готового состава для испарения для образования требуемого количества пара на затяжку. Испаритель 80 может содержать два или более различных покрытий. Каждое покрытие может содержать одинаковые или разные пористые материалы, может иметь одинаковые или разные толщины, плотности или пористости и их комбинации.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления пористый материал 90 остается гибким после высушивания пористого материала 90 на нагревательном элементе 85 для образования испарителя 80.
Например, испаритель 80 может содержать нагревательный элемент 85 и слой бумаги, прикрепленный на нагревательный элемент 85 с помощью клея.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления нагревательный элемент 85 испарителя 80 может иметь форму по меньшей мере одного из проволоки, катушки проволоки, спирали, пластины, диска, сетки или любую другую подходящую форму. Проволока может быть металлической проволокой. По меньшей мере одна поверхность нагревательного элемента 85 покрыта пористым материалом 90. Пористый материал 90 по меньшей мере частично находится в непосредственном физическом контакте с абсорбирующим материалом 205.
По меньшей мере в одном примерном варианте осуществления нагревательный элемент 85 может быть образован из любых подходящих электрически резистивных материалов. Примеры подходящих электрически резистивных материалов могут включать, но без ограничения, медь, титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают, но без ограничения, нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта и нержавеющей стали. Например, нагревательный элемент 85 может быть образован из алюминида никеля, материала со слоем оксида алюминия на поверхности, алюминида железа и других композитных материалов, при этом электрически резистивный материал может быть необязательно встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент 85 может содержать по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали, меди, медных сплавов, никель-хромовых сплавов, сверхпрочных сплавов и их комбинаций. В примерном варианте осуществления нагревательный элемент 85 может быть образован из никель-хромовых сплавов или железо-хромовых сплавов.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления первый вывод 75 физически и электрически присоединен к соединительному элементу 155 с наружной резьбой. Как показано, первый соединительный элемент 155 с наружной резьбой представляет собой полый цилиндр с наружной резьбой на части наружной боковой поверхности. Соединительный элемент является проводящим и может быть образован из проводящего материала или покрыт им. Второй вывод 75' физически и электрически присоединен к первому проводящему стержню 130. Первый проводящий стержень 130 может быть образован из проводящего материала (например, нержавеющей стали, меди и т. д.) и может иметь T-образное поперечное сечение, как показано на фиг. 2. Первый проводящий стержень 130 находится внутри полой части первого соединительного элемента 155 и является электрически изолированным от первого соединительного элемента 155 изоляционной оболочкой 135. Первый проводящий стержень 130 может быть полым, как показано, и полая часть может находиться в сообщении по текучей среде с проходом 120 для воздуха. Соответственно, первый соединительный элемент 155 и первый проводящий стержень 130 образуют соответствующее внешнее электрическое соединение с нагревательным элементом 85.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления нагревательный элемент 85 может нагревать готовый состав для испарения в пористом материале 90 за счет теплопроводности.
Как показано на фиг. 2, вторая секция 20 содержит блок 145 питания, схему 185 управления и датчик 190. Как показано, схема 185 управления и датчик 190 расположены в кожухе 30'. Второй соединительный элемент 160 с внутренней резьбой образует второй конец. Как показано, второй соединительный элемент 160 имеет полую цилиндрическую форму с резьбой на внутренней боковой поверхности. Внутренний диаметр второго соединительного элемента 160 согласован с наружным диаметром первого соединительного элемента 155, так что два соединительных элемента 155, 160 могут быть завинчены для образования соединения 25. Более того, второй соединительный элемент 160, или по меньшей мере другая боковая поверхность, является проводящим, например, образованным из проводящего материала или содержащим его. В связи с этим, при соединении между первым и вторым соединительными элементами 155, 160 возникает физическое и электрическое соединение.
Как показано, первый вывод 165 электрически присоединяет второй соединительный элемент 160 к схеме 185 управления. Второй вывод 170 электрически присоединяет схему 185 управления к первой клемме 180 блока 145 питания. Третий вывод 175 электрически присоединяет вторую клемму 140 блока 145 питания к клемме питания схемы 185 управления для передачи питания на схему 185 управления. Вторая клемма 140 блока 145 питания также физически и электрически присоединена ко второму проводящему стержню 150. Второй проводящий стержень 150 может быть образован из проводящего материала (например, нержавеющей стали, меди и т. д.) и может иметь T-образное поперечное сечение, как показано на фиг. 2. Второй проводящий стержень 150 находится внутри полой части второго соединительного элемента 160 и является электрически изолированным от второго соединительного элемента 160 второй изоляционной оболочкой 215. Второй проводящий стержень 150 также может быть полым, как показано. Если первый и второй соединительные элементы 155, 160 сопряжены, второй проводящий стержень 150 физически и электрически присоединен к первому проводящему стержню 130. Также, полая часть второго соединительного элемента 150 может находиться в сообщении по текучей среде с полой частью первого проводящего стержня 130.
Тогда как первая секция 15 была показана и описана с наличием охватываемого соединительного элемента, а вторая секция 20 была показана и описана с наличием охватывающего соединительного элемента, альтернативный вариант осуществления является противоположным по характеру, в нем первая секция 15 имеет охватывающий соединительный элемент, а вторая секция имеет 20 охватываемый соединительный элемент.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления блок 145 питания содержит батарею, расположенную в электронном устройстве 10 для парения. Блок 145 питания может представлять собой литий-ионную батарею или один из ее вариантов, например литий-ионную полимерную батарею. В качестве альтернативы, блок 145 питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею, литий-марганцевую батарею, литий-кобальтовую батарею или топливный элемент. Электронное устройство 10 для парения может быть пригодным для парения взрослым вейпером до израсходования энергии в блоке 145 питания или, в случае литий-полимерной батареи, до достижения минимального уровня отсечки напряжения.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления блок 145 питания является перезаряжаемым. Вторая секция 20 может содержать схему управления, выполненную с возможностью обеспечения зарядки батареи с помощью внешних зарядных устройств. Для перезарядки электронного устройства 10 для парения может быть использовано зарядное устройство USB или другое подходящее зарядное устройство в сборе, как описано ниже.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления датчик 190 выполнен с возможностью генерирования выходной информации, характеризующей интенсивность и направление потока воздуха в электронном устройстве 10 для парения. Схема 185 управления получает выходную информацию от датчика 190 и определяет, (1) указывает ли направление потока воздуха на осуществление затяжки на вставке 8 на мундштучном конце (в отличие от продувки), и (2) превышает ли интенсивность затяжки пороговый уровень. Если эти условия парения соблюдены, схема 185 управления электрически присоединяет блок 145 питания к нагревательному элементу 85, вследствие чего активируется нагревательный элемент 85. А именно, схема 185 управления электрически присоединяет первый и второй выводы 165, 170 (например, за счет активации транзистора управления питанием нагревателя, образующего часть схемы 185 управления), так что нагревательный элемент 85 становится электрически присоединенным к блоку 145 питания. В альтернативном варианте осуществления датчик 190 может указывать на падение давления, и схема 185 управления активирует в ответ на это нагревательный элемент 85.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления схема 185 управления также может содержать световой индикатор 60, который схема управления 185 активирует для свечения при активации нагревательного элемента 85, при перезарядке батареи 145 или и том и другом. Световой индикатор 60 может содержать один или более светоизлучающих диодов (LED). LED могут включать один или более цветов (например, белый, желтый, красный, зеленый, голубой и т. д.). Более того, световой индикатор 60 может быть расположен таким образом, чтобы он был виден взрослому вейперу во время парения, и может быть расположен между первым концом 45 и вторым концом 50 электронного устройства 10 для парения. Кроме того, световой индикатор 60 может быть использован для диагностики электронной системы для парения или для индикации того, что осуществляется перезарядка. Световой индикатор 60 также может быть выполнен таким образом, чтобы для взрослого вейпера была обеспечена возможность активации, деактивации или активации и деактивации светового индикатора 60 активации нагревателя в целях конфиденциальности.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления схема 185 управления может содержать ограничитель максимального периода времени. В другом примерном варианте осуществления схема 185 управления может содержать управляемый вручную переключатель для взрослого вейпера, предназначенный для инициации нагревания. Период времени подачи электрического тока на нагревательный элемент 85 может быть установлен или предварительно установлен в зависимости от количества готового состава для испарения, требующегося для испарения.
Далее будет описана работа электронного устройства для парения для создания пара. Например, воздух первоначально втягивается в первую секцию 15 через по меньшей мере одно впускное отверстие 55 для воздуха в ответ на затяжку на вставке 35 на мундштучном конце. Воздух проходит через впускное отверстие 55 для воздуха, в центральный канал 210 абсорбирующего материала 205, во внутренний проход 120 и через выпускное отверстие 100 для воздуха вставки 35 на мундштучном конце. Если схема 185 управления обнаруживает условия парения, описанные выше, схема 185 управления инициирует подачу питания на нагревательный элемент 85, таким образом нагревательный элемент 85 нагревает готовый состав для испарения в пористом материале 90. Пар и воздух, протекающие через внутренний проход 120, смешиваются и выходят из электронного устройства 10 для парения посредством выпускного отверстия 100 для воздуха вставки 35 на мундштучном конце.
При активации нагревательный элемент 85 может нагревать часть пористого материала 90 в течение менее приблизительно 10 секунд.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления первая секция 15 может быть заменяемой. Другими словами, когда готовый состав для испарения картриджа исчерпан, только первая секция 15 может быть заменена. Альтернативная конфигурация может включать примерный вариант осуществления, в котором все электронное устройство 10 для парения может быть выброшено при исчерпании резервуара 95. В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления электронное устройство 10 для парения может представлять собой цельное электронное устройство для парения.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления электронное устройство 10 для парения может иметь длину, составляющую от приблизительно 80 миллиметров до приблизительно 110 миллиметров, и диаметр, составляющий от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. Например, в одном примерном варианте осуществления электронное устройство 10 для парения может иметь длину приблизительно 84 миллиметра и может иметь диаметр приблизительно 7,8 миллиметра.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 2, схема 200 управления электронного устройства 10 для парения расположена на жесткой печатной плате 410.
На фиг. 3 показан увеличенный вид в поперечном сечении испарителя электронного устройства для парения по фиг. 2 согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 3, испаритель 80 содержит нагревательный элемент 85 и пористый материал 90. Как показано, нагревательный элемент 85 имеет форму по существу прямой проволоки, образованной из электропроводящего материала. Пористый материал 90 нанесен на все стороны нагревательного элемента 85. Электрические выводы 75, 75' присоединены к нагревательному элементу 85 на концах проволоки. Выводы 75, 75' могут быть присоединены к концам проволоки за счет обжатия, точечной сварки или и того и другого.
На фиг. 4 показан испаритель согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 4, испаритель 80 содержит нагревательный элемент 85 и пористый материал 90, как на фиг. 2-3. Как показано на фиг. 4, нагревательный элемент 85 имеет форму спирали и образован из электропроводящей проволоки. Пористый материал 90 покрыт по сторонам проволоки между смежными витками спирали. Электрические выводы 75, 75' присоединены к нагревательному элементу 85 на концах проволоки.
На фиг. 5 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 5, испаритель 80 содержит нагревательный элемент и пористый материал, как на фиг. 2-4. Как показано на фиг. 5, испаритель имеет, как правило, синусоидальную форму. Как показано, боковая часть испарителя 80 непосредственно контактирует с абсорбирующим материалом 205. Пористый материал 90 испарителя 80 транспортирует готовый состав для испарения в абсорбирующем материале 205 к нагревательному элементу 85.
На фиг. 6 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 6, испаритель 80 содержит нагревательный элемент 85 и пористый материал 90, как на фиг. 2-5. Как показано на фиг. 6, испаритель 80 имеет, как правило, синусоидальную форму. Как показано, концевая часть испарителя 80 непосредственно контактирует с абсорбирующим материалом 205.
На фиг. 7 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 7, испаритель 80 содержит нагревательный элемент и пористый материал, как на фиг. 2-5. Как показано на фиг. 6, испаритель 80 имеет форму колокола, и концевые части испарителя 80 непосредственно контактируют с абсорбирующим материалом 205.
На фиг. 8 показан испаритель и абсорбирующий материал согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 8, испаритель 80 содержит нагревательный элемент и пористый материал, как на фиг. 2-5. Как показано на фиг. 8, испаритель 80 имеет U-образную форму, и центральная часть испарителя 80 непосредственно контактирует с абсорбирующим материалом 205.
На фиг. 9 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления способ изготовления испарителя по фиг. 1-8 включает смешение S295 пористого материала 90 с по меньшей мере одним растворителем с образованием суспензии. Способ может также включать нанесение S300 суспензии на нагревательный элемент 85 с образованием испарителя 80 и высушивание S305 испарителя 80. Когда испаритель 80 высушен, способ может также включать придание S310 испарителю 80 требуемой формы, конфигурации или и того и другого.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления суспензия содержит от приблизительно 50 процентов до приблизительно 99 процентов (например, от приблизительно 55 процентов до приблизительно 95 процентов, от приблизительно 60 процентов до приблизительно 90 процентов, от приблизительно 65 процентов до приблизительно 85 процентов или от приблизительно 70 процентов до приблизительно 80 процентов) пористого материала 90 и от приблизительно 1 процента до приблизительно 50 процентов растворителя (например, от приблизительно 2 процентов до приблизительно 45 процентов, от приблизительно 5 процентов до приблизительно 40 процентов, от приблизительно 10 процентов до приблизительно 35 процентов, от приблизительно 15 процентов до приблизительно 30 процентов или от приблизительно 20 процентов до приблизительно 25 процентов).
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как изложено выше, пористый материал 90 может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов могут представлять собой, но без ограничения, материалы на основе бумаги, целлюлозы, стекла, керамики или графита. Пористый материал 90 может обладать любым подходящим действием капиллярного втягивания для вмещения готовых составов для испарения, имеющих разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Материалы на основе стекла могут иметь форму волокон, гранул или и того и другого. Например, пористый материал 90 может содержать оксид алюминия, оксид циркония, диоксид кремния, кварц и их комбинации. Пористый материал 90 является по существу теплостойким.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления растворитель может содержать по меньшей мере одно из воды, этанола и их комбинации. В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления суспензия может дополнительно содержать одно или более из диспергирующего средства и связующего, такого как полимерное связующее.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления этап S305 высушивания может включать высушивание испарителя 80 при температуре окружающего воздуха в течение от приблизительно 1 часа до приблизительно 36 часов (например, от приблизительно 12 часов до приблизительно 24 часов или от приблизительно 15 часов до приблизительно 20 часов). В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления этап S305 высушивания может включать нагревание испарителя 80 до температуры по меньшей мере приблизительно 100 градусов по Фаренгейту (например, до по меньшей мере приблизительно 150 градусов по Фаренгейту или до по меньшей мере приблизительно 200 градусов по Фаренгейту) в течение от приблизительно 10 минут до приблизительно 36 часов (например, от приблизительно 12 часов до приблизительно 24 часов или от приблизительно 15 часов до приблизительно 20 часов). Во время этапа S305 высушивания растворитель выпаривают, оставляя покрытие из пористого материала 90 на нагревательном элементе 85.
Например, этап S295 смешения может включать смешение материала на основе целлюлозы с водой и нанесение S300 целлюлозного материала на нагревательный элемент 85 с образованием испарителя 80. Испаритель 80, содержащий покрытие из целлюлозного материала, могут использовать в электронном устройстве 10 для парения, в котором температурой нагревания управляют таким образом, чтобы она не превышала приблизительно 400 градусов Цельсия.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления после образования покрытия пористый материал 90 остается гибким, так что испарителю 80 могут придать требуемую форму и конфигурацию.
На фиг. 10 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления способ является таким же, как на фиг. 9, за исключением того, что этап S310 придания формы выполняют до нанесения S300 пористого материала 90 на нагревательный элемент 85. В этом способе нагревательный элемент 85 могут согнуть, закрутить, свернуть, отштамповать или придать форму другим способом до нанесения пористого материала 90.
На фиг. 11 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 11, этап S300 нанесения по фиг. 9 и 10 включает погружение S315 нагревательного элемента 85 в суспензию с образованием покрытия из пористого материала 90 на нагревательном элементе 85. Этап S315 погружения может включать полное или частичное погружение нагревательного элемента 85 в суспензию в течение от приблизительно 1 секунды до приблизительно 10 минут (например, от приблизительно 30 секунд до приблизительно 5 минут или от приблизительно 1 минуты до приблизительно 2 минут). В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления только выбранную часть нагревательного элемента 85 погружают в суспензию. В других примерных вариантах осуществления весь нагревательный элемент 85 погружают в суспензию.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления нагревательный элемент 85 могут погрузить несколько раз в одну или более различных суспензий с образованием одного или более различных покрытий на нагревательном элементе 85. Разные суспензии могут содержать одинаковые или разные пористые материалы, так что разные слои покрытия могут иметь одинаковые или разные плотности, пористости или и то и другое.
На фиг. 12 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 12, этап S300 нанесения по фиг. 9 и 10 включает распыление S320 пористого материала 90 или суспензии, содержащей пористый материал 90, на нагревательный элемент 85 с образованием покрытия. Нагревательный элемент 85 могут распылить так, что покрытие является по существу однородным вдоль поверхности нагревательного элемента 85, или так, что толщина покрытия изменяется вдоль поверхности нагревательного элемента 85. Например, нагревательный элемент 85 могут распылить так, что покрытие толще в центральной части нагревательного элемента 85, чем по боковым сторонам нагревательного элемента 85, или наоборот. Покрытие могут нанести на нагревательный элемент 85 по схеме, так что выбранные части нагревательного элемента 85 покрыты пористым материалом 90.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления на нагревательный элемент 85 могут распылить несколько раз одну или более суспензий с образованием одного или более разных покрытий на нагревательном элементе 85. Разные суспензии могут содержать одинаковые или разные пористые материалы, так что разные слои покрытия могут иметь одинаковые или разные плотности, пористости или и то и другое.
На фиг. 13 показана схема способа образования испарителя согласно по меньшей мере одному примерному варианту осуществления.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления этап S300 нанесения может включать присоединение S325 пористого материала 90 к нагревательному элементу 85 с образованием испарителя 80. Присоединение S325 может включать приклеивание или присоединение иным способом пористого материала 90 к нагревательному элементу 85. Например, гранулы, волокна или гранулы и волокна требуемого материала могут быть приклеены к по меньшей мере одной поверхности нагревательного элемента 85.
В по меньшей мере одном примерном варианте осуществления клей представляет собой пищевой клей, который в целом признан безопасным (GRAS). Клей также является по меньшей мере одним из по существу теплостойкого, по существу водостойкого и по существу устойчивого к жидкости, так что применение тепла или жидкостей не влияет на структурную целостность покрытия.
В настоящем документе раскрыт ряд примерных вариантов осуществления, однако следует понимать, что возможны и другие вариации. Такие вариации не должны рассматриваться как отклонение от объема настоящего изобретения, и все такие модификации, как будет очевидно специалисту в данной области техники, предназначены для включения в объем следующей формулы изобретения.