СИСТЕМА ПОДАЧИ АЭРОЗОЛЯ
AEROSOL DELIVERY SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системам подачи аэрозоля, таким как системы подачи никотина (например, электронные сигареты).
Уровень техники
Системы подачи аэрозоля, такие как электронные сигареты, обычно содержат резервуар исходной жидкости, содержащей некоторую композицию, обычно включающую в себя никотин, для которой вырабатывается аэрозоль, например, посредством испарения или других средств. Таким образом, источник аэрозоля для системы подачи аэрозоля может содержать нагреватель, сопряженный с некоторой порцией исходной жидкости из резервуара. Когда пользователь вдыхает через это устройство, нагреватель включается для того, чтобы испарить небольшое количество исходной жидкости, которое, таким образом, преобразуется в аэрозоль для вдыхания пользователем. Если описать это более конкретно, то такие устройства обычно снабжены одним или более впускными отверстиями для воздуха, расположенными на некотором расстоянии от мундштука системы. Когда пользователь всасывает воздух из мундштука, воздух втягивается через впускные отверстия и мимо источника аэрозоля. Имеется проток, соединяющий источник аэрозоля и отверстие в мундштуке таким образом, чтобы воздух, втягиваемый мимо источника аэрозоля, продолжал движение по этому протоку к отверстию в мундштуке, перенося с собой некоторое количество аэрозоля от источника аэрозоля. Воздух, несущий аэрозоль, выходит из системы подачи аэрозоля через отверстие в мундштуке для вдыхания пользователем.
Как правило, системы подачи аэрозоля таких электронных сигарет содержат вырабатывающий аэрозоль компонент, такой как нагреватель. Источник жидкости обычно располагается внутри системы таким образом, что он может получать доступ к вырабатывающему аэрозоль компоненту. Например, возможно, чтобы вырабатывающий аэрозоль компонент представлял собой проволоку, которая нагревается во время использования устройства. В результате контакта между жидкой композицией и проволокой, когда проволока нагревается во время использования, жидкая композиция испаряется и вслед за этим конденсируется в аэрозоль, которая затем вдыхается пользователем. Средства, посредством которых жидкая композиция может контактировать с проволокой, могут варьироваться. Не является редкостью, когда источник жидкости хранится в некоторой набивке или другом типе удерживающей матрицы. Эта набивка или матрица в таком случае либо сама непосредственно контактирует с нагревающей проволокой или, в качестве альтернативы, возможно, чтобы в контакте как с набивкой, так и с нагревающей проволокой находился некоторый дополнительный "фитиль". Этот фитиль служит для того, чтобы во время использования вытягивать жидкую композицию из набивки к нагревающей проволоке.
Другие типы систем не используют для удержания жидкой композиции набивку. Вместо этого, в этих системах жидкая композиция содержится в свободном состоянии в резервуаре или другой зоне хранения и подается непосредственно на нагревающую проволоку (которая сама может включать в себя капиллярную сердцевину, содействующую в удержании жидкой композиции вблизи от проволоки). Такие "прямоточные" системы могут иметь недостатки, связанные с утечкой. Другие системы, которые могут быть в меньшей степени подвержены утечке, включают в себя жидкую композицию, содержащуюся в свободном состоянии в резервуаре или другой зоне хранения, но включают в себя средства для предотвращения “прямого течения” жидкой композиции на нагревающую проволоку. Однако, было обнаружено, что вышеупомянутые системы, использующие "свободное" хранение жидкой композиции, могут приводить к выработке аэрозолей с некоторыми продуктами распада.
Соответственно сохраняется потребность в системах подачи аэрозоля, которые стремятся решить некоторые из проблем, рассмотренных выше.
Раскрытие изобретения
Система подачи аэрозоля, содержащая:
зону хранения жидкости, содержащую жидкую композицию;
зону выработки аэрозоля;
мембрану, расположенную между зоной хранения жидкости и зоной выработки аэрозоля, причем упомянутая мембрана соединяет по текучей среде зону хранения жидкости с зоной выработки аэрозоля;
при этом жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере 18% в весовом соотношении.
К удивлению было обнаружено, что системы, соответствующие настоящему изобретению, производят аэрозоли с относительно более низкими количествами некоторых продуктов распада по сравнению с ранее известными системами. В дополнение к этому, системы по настоящему изобретению не страдали от проблем утечки, связанных с ранее известными системами.
Описываемая здесь технология не ограничена конкретными вариантами осуществления изобретения, такими как те, что изложены ниже, но включает в себя и предполагает любые подходящие сочетания представленных здесь признаков. Например, в соответствии с описанной здесь технологией может быть предложена электронная система подачи аэрозоля, которая включает в себя любой один или более различных описываемых ниже признаков, согласно тому, что требуется.
Краткое описание чертежей
Различные варианты осуществления будут теперь описаны подробно, только в порядке примера, со ссылкой на нижеследующие чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематично изображена (с пространственным разделением деталей) система подачи аэрозоля, такая как электронная сигарета, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 2 схематично изображена основная корпусная часть электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 3 схематично изображена часть с источником аэрозоля, входящая в состав электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 4 схематично показаны некоторые аспекты одного конца основной корпусной части электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 5A-5E схематично изображены компоненты системы подачи аэрозоля в соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления изобретения;
на фиг. 6 схематично показаны с пространственным разделением различные компоненты системы подачи аэрозоля в соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Далее рассматриваются/описываются аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения. Некоторые аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы традиционным образом, и они не рассматриваются/описываются подробно ради краткости. Следует, таким образом, понимать, что те аспекты и признаки рассматриваемых здесь аппарата и способов, которые не описываются подробно, могут быть реализованы посредством любых традиционных технологий для реализации таких аспектов и признаков.
Как было сказано выше, настоящее изобретение относится к системе подачи аэрозоля, такой как электронная сигарета. Повсюду в нижеследующем описании время от времени используется термин "электронная сигарета"; однако, этот термин может использоваться взаимозаменяемым образом с термином "система подачи аэрозоля (пара)" или "устройство подачи пара".
На фиг. 1 схематично изображена система подачи аэрозоля/пара, такая как электронная сигарета (10) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (изображенная не в масштабе). Электронная сигарета имеет, в общем, цилиндрическую форму, простирающуюся вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией LA, и содержит два основных компонента, а именно: корпус (20) и "картомайзер" (30) ("cartomiser" - объединенные в единое целое два элемента электронной сигареты: картридж (емкость с исходной жидкостью) и атомайзер (парообразующий элемент)). "Картомайзер" включает в себя внутреннюю камеру, содержащую зону хранения жидкости, содержащую жидкую композицию, из которой должен вырабатываться аэрозоль, например, содержащую никотин, и генератор аэрозоля. Жидкая композиция и генератор аэрозоля могут все вместе упоминаться как источник аэрозоля. "Картомайзер" (30), кроме того, включает в себя мундштук (35), имеющий отверстие, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, вырабатываемый источником аэрозоля. Зона хранения для жидкой композиции может содержать вспененную матрицу или любую другую структуру, такую как набивка, внутри оболочки для удержания жидкой композиции до того времени, когда потребуется подать ее на генератор аэрозоля/испаритель. Генератор аэрозоля включает в себя нагреватель для испарения жидкой композиции для образования аэрозоля. Генератор аэрозоля может, кроме того, включать в себя фитиль или аналогичное ему приспособление для транспортировки небольшого количества жидкой композиции из зоны хранения к месту нагрева на нагревателе или рядом с ним.
Корпус (20) включает в себя перезаряжаемый элемент или батарею для снабжения электронной сигареты (10) энергией и схемную плату для общего управления электронной сигаретой. При использовании, когда нагреватель получает энергию от батареи, под управлением схемной платы, нагреватель испаряет композицию жидкостей в месте нагрева для того, чтобы выработать аэрозоль, и он затем вдыхается пользователем через отверстие в мундштуке. Аэрозоль переносится от источника аэрозоля к мундштуку по воздушному каналу, который соединяет источник аэрозоля с отверстием в мундштуке, по мере того пользователь вдыхает через мундштук.
В этом конкретном примере, корпус (20) и "картомайзер" (30) могут быть отсоединены друг от друга, разделяясь в направлении, параллельном продольной оси LA, как это показано на фиг. 1, но, при использовании устройства (10), соединены друг с другом посредством соединения, схематично обозначенного на фиг. 1 как 25A и 25B, обеспечивающего возможность механического и электрического соединения между корпусом (20) и "картомайзером" (30). Электрический соединитель на корпусе (20), который используется для соединения с "картомайзером", также служит гнездом для подсоединения зарядного устройства (не показанного на чертеже), когда корпус отсоединен от "картомайзера" (30). Другой конец зарядного устройства может быть вставлен во внешний источник электропитания, например, гнездо USB, для того, чтобы заряжать или перезаряжать элемент/батарею в корпусе электронной сигареты. В других вариантах осуществления изобретения может быть предусмотрен провод для непосредственного соединения между электрическим соединителем на корпусе и внешним источником электропитания.
Электронная сигарета (10) снабжена одним или более отверстиями (не показанными на фиг. 1) для впуска воздуха. Эти отверстия соединяются с проходом для прохождения воздуха, идущим через электронную сигарету (10) к мундштуку (35). Этот проход для воздуха включает в себя область вокруг источника аэрозоля и участок, содержащий канал для воздуха, соединяющий источник аэрозоля с отверстием в мундштуке.
Когда пользователь вдыхает через мундштук (35), воздух втягивается в этот проход для воздуха через эти одно или больше впускных отверстий для воздуха, которые соответствующим образом расположены на внешней стороне электронной сигареты. Этот воздушный поток (или получающееся в результате изменение давления) обнаруживается датчиком давления, который в свою очередь включает нагреватель для того, чтобы испарить некоторую порцию жидкой композиции, чтобы выработать аэрозоль. Воздушный поток проходит через этот проход для воздуха, и объединяется с аэрозолем в области вокруг источника аэрозоля, и получающееся в результате этого сочетание воздушного потока и аэрозоля затем перемещается по каналу для воздуха, соединяющему источник аэрозоля с мундштуком (35), чтобы вдыхаться пользователем. "Картомайзер" (30), когда запас жидкой композиции в нем иссякает, может быть отсоединен от корпуса (20) и выброшен (и, если требуется, заменен другим "картомайзером"). В качестве альтернативы, "картомайзер", может быть повторно заправляемым.
Следует понимать, что электронная сигарета (10), показанная на фиг. 1, представлена в качестве примера, и могут быть приняты разнообразные, другие варианты ее реализации. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения, "картомайзер" (30) предусмотрен как два отдельных компонента, а именно: картридж, содержащий зону хранения жидкости и мундштук, (который может быть заменен, когда иссякает жидкость из резервуара), и испаритель/генератор аэрозоля, содержащий нагреватель (который обычно сохраняется). В качестве другого примера, заряжающее приспособление может присоединяться к дополнительному или альтернативному источнику электропитания, такому как гнездо автомобильного прикуривателя.
На фиг. 2 схематично (упрощено) изображен корпус (20) электронной сигареты, показанной на фиг. 1. Фиг. 2 может, в общем, рассматриваться как сечение плоскостью, проходящей через продольную ось LA электронной сигареты. Отметим, что различные компоненты и подробности корпуса, например, такие как электрические провода и более сложные формы, не приведены на фиг. 2 по соображениям ясности.
Как показано на фиг. 2, корпус (20) включает в себя батарею или элемент (210) для электропитания электронной сигареты (10), равно как и микросхему, такую как специализированная интегральная схема (ASIC) или микроконтроллер для управления электронной сигаретой (10). Специализированная интегральная схема может располагаться вдоль или на одном конце батареи (210). Специализированная интегральная схема прикреплена к блоку (215) датчика для обнаружения вдыхания на мундштуке (35) (или, в качестве альтернативы, блок (215) датчика может быть предусмотрен на самой специализированной интегральной схеме). В ответ на такого рода обнаружение, специализированная интегральная схема подает электроэнергию с батареи или элемента (210) на нагреватель в "картомайзере" для того, чтобы испарять исходную жидкость и вводить аэрозоль в воздушный поток, который вдыхается пользователем. Следует отметить, что предполагаемое расположение специализированной интегральной схемы/датчика внутри корпуса (20) строго не ограничено.
Корпус, кроме того, включает в себя колпачок (225) для того, чтобы запечатывать и защищать дальний (удаленный) конец электронной сигареты. Имеется впускное отверстие для воздуха, предусмотренное в колпачке (225) или рядом с ним, для того, чтобы позволять воздуху входить в корпус и обтекать блок (215) датчика при вдыхании пользователем через мундштук (35). Этот воздушный поток, следовательно, позволяет блоку (215) датчика обнаруживать вдыхание пользователем и, соответственно, включать элемент генератора аэрозоля в электронной сигарете.
На конце корпуса (20), противоположном колпачку (225) находится соединитель (25B) для соединения корпуса (20) с "картомайзером" (30). Соединитель (25B) обеспечивает возможность механического и электрического соединения между корпусом (20) и "картомайзером" (30). Соединитель (25B) включает в себя соединитель (240) корпуса, который является металлическим (посеребрённым, в некоторых вариантах осуществления изобретения), чтобы служить одним выводом для электрического соединения (положительного или отрицательного) с "картомайзером" (30). Соединитель (25B), кроме того, включает в себя электрический контакт (250), обеспечивающий второй вывод для электрического соединения с "картомайзером" (30), имеющий полярность, противоположную первому выводу, а именно, соединителю (240) корпуса. Электрический контакт (250) установлен на цилиндрической винтовой пружине (255). Когда корпус (20) прикрепляется к "картомайзеру" (30), соединитель (25A) на "картомайзере" нажимает на электрический контакт (250) таким образом, чтобы сжимать цилиндрическую винтовую пружину в осевом направлении, то есть в направлении, параллельном (cоосном) продольной оси LA. Ввиду упругой природы пружины (255), это сжатие заставляет пружину (255) расширяться, что имеет своим результатом крепкое прижатие электрического контакта (250) к соединителю (25A), помогая, таким образом, обеспечить возможность хорошего электрического соединения между корпусом (20) и "картомайзером" (30). Соединитель (240) корпуса и электрический контакт (250) разделены "козлами" (260), которые выполнены из непроводника (такого как пластмасса) для того, чтобы обеспечивать хорошую изоляцию между этими двумя электрическими выводами. "Козлам" (260) спрофилированы таким образом, чтобы содействовать взаимному механическому зацеплению соединителей (25A) и (25B). Возможно, чтобы в случае, когда датчик (215) расположен на конце корпуса (20), противоположном по отношению к колпачку (225), корпус включал в себя одно или более впускных отверстий для воздуха, предусмотренных на соединителе (25B) или рядом с ним для того, чтобы, когда пользователь вдыхает через мундштук (35), позволять воздуху входить в корпус и обтекать блок (215) датчика.
На фиг. 3 схематично изображен "картомайзер" (30), входящий в состав электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 3 может, в общем, рассматриваться как сечение плоскостью, проходящей через продольную ось LA электронной сигареты. Отметим, что различные компоненты и подробности корпуса, например, такие как электрические провода и более сложные формы, не приведены на фиг. 3 по соображениям ясности.
"Картомайзер" (30) включает в себя проход (355) для воздуха, простирающийся вдоль центральной (продольной) оси "картомайзера" (30) от мундштука (35) к соединителю (25A) для соединения "картомайзера" с корпусом (20).
Вокруг прохода (335) для воздуха предусмотрена зона (360) хранения. Эта зона (360) хранения можно, например, реализовать предусмотрев вату или вспененный материал, пропитанный исходной жидкостью. "Картомайзер" также включает в себя нагреватель (365) для нагревания жидкости из зоны (360) хранения для того, чтобы в ответ на вдыхание пользователем воздуха из электронной сигареты (10) вырабатывать аэрозоль, чтобы он струился через проход (355) для воздуха и выходил через отверстие (369) в мундштуке (35). Нагреватель снабжается электроэнергией по линиям (366) и (367), которые в свою очередь, через соединитель (25A) соединены с противоположными полярностями (положительной и отрицательной, или наоборот) батареи (210) (подробности электропроводки между линиями (366) и (367) электропитания и соединителем (25A) на фиг. 3 не приводятся).
Соединитель (25A) включает в себя внутренний электрод (375), который может быть серебреным или изготовленным из некоторого другого подходящего металла. Когда "картомайзер" (30) соединен с корпусом (20), внутренний электрод (375) контактирует с электрическим контактом (250) корпуса (20), обеспечивая первый токопровод между "картомайзером" и корпусом. В частности, когда соединители (25A) и (25B) находятся в зацеплении, внутренний электрод (375) надавливает на электрический контакт (250) таким образом, чтобы сжимать цилиндрическую винтовую пружину (255), помогая, тем самым, обеспечить хороший электрический контакт между внутренним электродом (375) и электрическим контактом (250).
Внутренний электрод (375) окружен изоляционным кольцом (372), которое может быть изготовлено из пластмассы, резины, силикона или любого другого подходящего материала. Изоляционное кольцо окружено соединителем (370) "картомайзера", каковой соединитель может быть посеребрённым или выполненным из некоторого другого подходящего металла или проводящего материала. Когда "картомайзер" (30) соединен с корпусом (20), соединитель (370) "картомайзера" контактирует с соединителем (240) корпуса, относящимся к корпусу (20), обеспечивая второй токопровод между "картомайзером" и корпусом. Другими словами, внутренний электрод (375) и соединитель (370) "картомайзера" служат в качестве положительного и отрицательного (или наоборот) выводов для подачи электроэнергии от батареи (210) в корпусе к нагревателю (365) в "картомайзер" через линии (366) и (367) электропитания согласно тому, что требуется.
Соединитель "картомайзера" (370) снабжен двумя выступами или лапками (380A), (380B), которые выступают в противоположных направлениях прочь от продольной оси электронной сигареты. Эти лапки используются для того, чтобы в сочетании с соединителем (240) корпуса обеспечить байонетное крепление для соединения "картомайзера" (30) с корпусом (20). Это байонетное крепление обеспечивает безопасное и надежное соединение между "картомайзером" (30) и корпусом (20), так что "картомайзер" и корпус удерживаются в постоянном положении относительно друг друга, без качания или изгибания, и вероятность любого случайного разъединения очень мала. В то же самое время, байонетное крепление обеспечивает простое и быстрое соединение и разъединение посредством вставляющего движения, за которым следует поворот, - для соединения, и поворота (в обратном направлении), за которым следует вынимание, - для разъединения. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения может использоваться другая форма соединения между корпусом (20) и "картомайзером" (30), такая как защелкивающееся крепление или винтовое соединение.
На фиг. 4 схематично изображены некоторые подробности соединения (25 B) на конце корпуса (20) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (но на котором для ясности не показана большая часть внутреннего строения соединителя, которая показана на фиг. 2, такая как "козлы" (260)). В частности, на фиг. 4 показана внешняя оболочка (201) корпуса (20), которая, в общем, имеет форму цилиндрической трубки. Эта внешняя оболочка (201) может содержать, например, внутреннюю трубку из металла с внешним покрытием из бумаги или тому подобного.
Соединитель (240) корпуса выступает из этой внешней оболочки (201) корпуса (20). Соединитель корпуса, как показано на фиг. 4, содержит два основных участка: участок (241) типа вала, имеющий форму полой цилиндрической трубки, которая имеет такой размер, чтобы точно садиться внутрь внешнего корпуса (201) корпуса (20), и выступающий участок (242), который направлен радиально во внешнем направлении, прочь от главной продольной оси (LA) электронной сигареты. Участок (241) типа вала, входящий в состав соединителя (240) корпуса окружен, там, где этот участок типа вала не перекрывается с внешней оболочкой (201), кольцом или втулкой (290), которая также имеет форму цилиндрической трубки. Кольцо (290) удерживается между выступающим участком (242) соединителя (240) корпуса и внешней оболочкой (201) корпуса, которые вместе предотвращают перемещение кольца (290) в осевом направлении (то есть параллельно оси LA). Однако, кольцо (290) свободна поворачивается вокруг участка (241) типа вала (и следовательно, также вокруг оси (LA)).
Как было упомянуто выше, колпачок (225) снабжен впускным отверстием для воздуха, позволяющим воздуху обтекать датчик (215), когда пользователь вдыхает через мундштук (35). Однако, большая часть воздуха, который поступает в устройство при вдохе пользователя проходит через кольцо (290) и соединитель (240) корпуса, как это показано двумя стрелками на фиг. 4.
На фиг. 5A-5E схематично представлены на виде в перспективе некоторые аспекты части системы (500) подачи аэрозоля, соответствующей некоторым другим вариантам осуществления изобретения. В частности, на фиг. 5A схематично представлен некоторый первый компонент, содержащий компонент (502) с зоной хранения жидкости, а на фиг. 5 B схематично представлен некоторый второй компонент (510) содержащий часть оболочки системы (500) подачи аэрозоля. Эти два компонента системы (500) подачи аэрозоля показаны на фиг. 5A и 5B по отдельности для простоты представления, тогда как при нормальном использовании эти два компонента собраны вместе, как схематично представлено на фиг. 5C. В собранном состоянии для этой конкретной конструкции системы подачи аэрозоля, компонент (502) с зоной хранения жидкости вставлен внутрь компонента - оболочки (510). Следует понимать, что система (500) подачи аэрозоля будет, в общем, содержать разнообразные другие признаки, например, источник электропитания, которые для простоты не показаны на фиг. 5A-5E. Такие другие признаки системы подачи аэрозоля могут быть предусмотрены в соответствии с традиционными технологиями. В более общем смысле, следует понимать, что аспекты и признаки описываемых здесь систем подачи аэрозоля могут быть реализованы в соответствии с любыми общепринятыми технологиями, за исключением того, что было изменено в соответствии с описываемыми здесь вариантами осуществления изобретения.
Компонент (502) для хранения жидкости содержит корпус (506) для хранения жидкости, определяющий зону хранения жидкости. Зона хранения жидкости содержит жидкую композицию, из которой должен вырабатываться аэрозоль. Основание компонента для хранения жидкости открыто и взаимодействует с мембраной (601) и, если необходимо, также и с распределяющим жидкость компонентом (602). Таким образом, следует понимать, что и мембрана (601) и компонент (602) могут иметь такие размеры, чтобы помещаться внутри отверстия в компоненте (502) для хранения жидкости, и они могут, кроме того, образовывать с внутренней стенкой компонента (502) для хранения жидкости посадку с натягом.
Мембрана (601) располагается между зоной хранения жидкости и зоной выработки аэрозоля в системе (которая (зона выработки аэрозоля) не показана на фиг. 5). Мембрана (601) позволяет жидкой композиции, содержащейся в зоне хранения жидкости, сообщаться текучим образом с зоной выработки аэрозоля в системе.
2
3
2
2
3,
2
2
3
В этом отношении отметим, что наличие мембраны обычно приводит к уменьшению "потока" жидкости по сравнению с “прямым потоком”, который наблюдается в других системах предшествующего уровня техники, не использующих такого рода мембрану. На конкретную конструкцию мембраны не требуется накладывать особые ограничения, при условии того, что она позволяет жидкой композиции, содержащейся внутри хранилища жидкости, переноситься в зону выработки аэрозоля. Также обычно является предпочтительным, если мембрана имеет некоторую степень теплостойкости. В одном варианте осуществления изобретения, мембрана выполнена из пористого материала. В одном варианте осуществления изобретения, мембрана выполнена из пористого керамического материала. В одном варианте осуществления изобретения, мембрана выполнена из керамических волокон. В этом отношении отметим, что керамические волокна, как известно, являются теплостойкими и еще также обеспечивают некоторую степень пористости присущую их структуре. Керамические волокна могут также быть известны как “стойкая к высоким температурам изоляционная вата” (HTIW). Стойкая к высоким температурам изоляционная вата представляет собой груду волокон различных длин и диаметров, произведенных искусственным образом из минерального сырья. Минеральное сырье обычно расплавляются и затем перерабатываются в волокна, из которых затем образуется конечный материал. Могут применяться различные типы HTIW - ваты, такие как щелочно-земельная силикатная вата, глиноземистая силикатная вата и вата из полимеризованного силиката. Глиноземистая силикатная вата, также известная как “огнеупорное керамическое волокно” (RCF), представляет собой аморфные волокна, произведенные посредством плавления сочетания AlO и SiO, обычно в весовом соотношении, составляющим приблизительно 50:50. В одном варианте осуществления изобретения, мембрана выполнена из глиноземистой силикатной ваты. В одном варианте осуществления изобретения, глиноземистая силикатная вата имеет содержаниеAlOсоставляющее от 48 до 54%, и содержаниеSiO, составляющее от 46 до 52%. Также может присутствовать в незначительных количествах другое сырье, такое какFeO. Специалисту в данной области техники известны различные учитываемые факторы для производства изоляционной ваты, стойкой к высоким температурам. В этом отношении отметим, что соответствующая подходящая вата, стойкая к высоким температурам, может быть получена от Zibo Dingrong High-Temperature Materials Co., Ltd, город Zibo (Зибо), провинция Shandong (Шаньдунь), Китай.
Размеры самой мембраны особо не ограничены. Как правило, толщина мембраны может находиться в диапазоне: от 0,1 мм до 2 мм. В одном варианте осуществления изобретения, толщина мембраны может быть в амплитуде 0.1 к 1 мм. В одном варианте осуществления изобретения, толщина мембраны находится в диапазоне: от 0,5 до 1,5 мм. В одном варианте осуществления изобретения, толщина мембраны находится в диапазоне: от 0,5 до 1 мм.
/
Форма мембраны можно особо не ограничивать. Как правило, мембрана имеет форму, которая соответствует общей форме поперечного сечения зоны хранения жидкости. Например, как показано на фиг. 5D, мембрана имеет форму, которая соответствует профилю поперечного сечения зоны хранения жидкости в компоненте (502) для хранения жидкости. Такого рода форма помогает обеспечить то, чтобы могла быть создана посадка с натягомтрением с внутренними стенками компонента для хранения жидкости. Мембрана является, в общем, плоской.
Однако, она может быть неплоской в некоторых обстоятельствах, при которых такого рода конфигурация является необходимой. Например, возможно, чтобы мембрана имела форму трубки, при этом жидкая композиция хранится в зоне хранения, находящейся радиально снаружи мембраны, при этом зона выработки аэрозоля, включающая в себя вырабатывающий аэрозоль компонент, расположена радиально внутри мембраны, имеющей форму трубки.
Зона выработки аэрозоля содержит вырабатывающий аэрозоль компонент, такой как нагреватель. В некоторых вариантах осуществления изобретения, нагреватель принимает форму проволоки (701), которая может также быть свернута в спираль. В свернутой в спираль проволоке может иметься фитиль (801), проходящий по продольной оси, образованной витками спирали. Этот фитиль может в таком случае контактировать с мембраной в точке “C”, показанной, например, на фиг. 6, таким образом, чтобы вытягивать жидкость из мембраны на проволоку или вблизи от нее.
Хотя мембрана имеет преимущество герметизации зоны хранения жидкости в компоненте (502) для хранения жидкости, решая, таким образом, проблемы, касающиеся утечки какой-либо жидкой композиции, было замечено, что предыдущие системы, использующие такого рода мембрану, могут вызвать относительное увеличение продуктов распада. В попытке решить эту проблему, в системе по настоящему изобретению используется жидкая композиция, содержащая определенное содержание воды. Без подтверждения теорией, полагают, что это содержание воды может приводить к композиции, способной с большей легкостью проходить через мембрану. В свою очередь, это имеет своим результатом более последовательную подачу жидкой композиции в зону выработки аэрозоля. Обеспечивая более последовательную подачу жидкой композиции в зону выработки аэрозоля, можно пресекать какой бы то ни было перегрев нагревателя, который может, в ином случае, произойти по причине того, что жидкость не присутствует в количествах, достаточных для того, чтобы снижать его температуру. Это в свою очередь, как кажется, приводит к генерированию меньшего количества продуктов распада. Также было обнаружено, что такие системы, содержащие такие жидкие композиции, меньше подвержены утечке, чем те, которые используют “прямоточную” систему.
Жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере приблизительно 18% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере 19% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере 20% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере 21% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере 22% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее по меньшей мере 23% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 18% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 19% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 20% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 21% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 22% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 23% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 24% в весовом соотношении до приблизительно 50% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 18% в весовом соотношении до приблизительно 45% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 18% в весовом соотношении до приблизительно 40% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от 18% в весовом соотношении до приблизительно 35% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от приблизительно 20% в весовом соотношении до приблизительно 30% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее от приблизительно 22% в весовом соотношении до приблизительно 27% в весовом соотношении. В одном варианте осуществления изобретения, жидкая композиция имеет содержание воды, составляющее приблизительно 25% в весовом соотношении.
Жидкая композиция может содержать некоторое количество других компонентов, выбранных из числа: глицерина, пропиленгликоля (PG), никотина, ароматизирующих веществ. Количества этих компонентов могут обычно варьироваться в зависимости от требуемого профиля композиции. Как правило, однако, жидкая композиция может содержать: 40-60%, в весовом соотношении, глицерина; 20-35%, в весовом соотношении, пропиленгликоля; от 0 до 3%, в весовом соотношении, никотина; и от 0 до 5%, в весовом соотношении, ароматизирующих веществ. В некоторых вариантах осуществления изобретения, ароматизирующие вещества растворены в пропиленгликоле, и, таким образом, компонент "ароматизирующее вещество" может пониматься как сочетание пропиленгликоля и активных ароматизирующих соединений. Типичные ароматизирующие компоненты могут включать в себя ментол и другие активные соединения, дающие другие воспринимаемые ароматы, такие как "вишня", "дымок" и так далее.
Как было рассмотрено выше, в системе, между мембраной и зоной хранения жидкости, может, если требуется, иметься распределяющий жидкость компонент (602). Распределяющий жидкость компонент (602) может иметь функцию обеспечения более управляемого смачивания мембраны. Таким образом, компонент (602) имеет одно или более сквозных отверстий (603), которые позволяют жидкой композиции течь из зоны хранения жидкости на мембрану. Мембрана и распределяющий жидкость компонент могут обычно располагаться таким образом, чтобы их центральная точка находилась на одной линии с центральной продольной осью системы. В этом отношении отметим, что такого рода конфигурация (в которой показана только мембрана) показана на фиг. 6. Общая конфигурация распределяющего жидкость компонента (602) (если он имеется) может быть аналогична конфигурации мембраны. Таким образом, он может иметь соответствующий ей профиль поперечного сечения и быть, в общем, плоским.
Корпус (506) резервуара имеет, в общем, форму кругового цилиндра с плоской гранью (508), идущей продольно по одной стороне. Корпус (506) резервуара может быть выполнен в соответствии с традиционными технологиями, например, содержать формованный пластмассовый материал.
Компонент - оболочка (510) имеет, в общем, форму трубки и является круглосимметричным. Компонент - оболочка (510) содержит основной компонент - оболочку (512) и компонент - мундштук (514). Они могут быть выполнены отдельно или как единое целое. Основной компонент - оболочка (512) и компонент - мундштук (514) могут быть выполнены в соответствии с традиционными технологиями, например, содержать алюминиевую деталь, полученную выдавливанием, или формованную пластмассу. Основной компонент - оболочка (512) содержит, в общем, цилиндрическую трубку, имеющую внутренний размер, соответствующий внешнему размеру компонента (502) для хранения жидкости. Таким образом, компонент (502) для хранения жидкости может быть размещен внутри компонента - оболочки (510) плотно прилегающим образом, как схематично представлено на фиг. 5C. Следует понимать, что компонент - оболочка (510) будет, в общем, простираться дальше чем представлено на фиг. 5C, так, чтобы в основном охватить генератор (504) аэрозоля. Компонент - мундштук (514) компонента - оболочки (510) имеет контур, обеспечивающий переход от формы основного компонента - оболочки к форме, которая эргономически подходит для того, чтобы размещаться в губах пользователя во время использования. Компонент - мундштук (514) включает в себя отверстие (516) на его конце, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, выработанный источником аэрозоля.
Как можно видеть по схематичному представлению на фиг. 5C, когда компонент (502) для хранения жидкости вставлен в компонент - оболочку (510), наличие плоской поверхности (508) создает промежуток между внешней стенкой корпуса (506) резервуара и внутренней стенкой компонента - оболочки (510). Эта область, в которой первый компонент (502) и второй компонент (510) системы подачи аэрозоля находятся на расстоянии друг от друга, определяет, таким образом, часть канал (520) для воздуха, соединяющий окрестности генератора (504) аэрозоля с отверстием (516). Другие части этого канала для воздуха ограничены внутренней стороной оболочки (510), которая не окружает компонент (502) для хранения жидкости, примыкая к мундштуку (514), и внутренней поверхностью мундштука (514). Как правило, в этих областях могут иметься дополнительные конструктивные элементы системы подачи аэрозоля, ограничивающие канал (520) для воздуха. Например, могут быть предусмотрены ограничители и/или отражатели и/или волнообразные участки для того, чтобы управлять воздушным потоком в соответствии с традиционными технологиями.
Как было кратко сказано выше, на фиг. 6 показан вид с пространственным разделением деталей системы (500) подачи аэрозоля, а также показано наличие нагревающей проволоки (701), в качестве вырабатывающего аэрозоль компонента, и фитиля (801), который простирается через эту проволоку (которая в этой конфигурации свернута в спираль). Проволока и фитиль находятся в оболочке зоны выработки аэрозоля (не показанной на чертеже). Проволока имеет сквозное электрическое соединение (если требуется, то через/посредством оболочки зоны выработки аэрозоля) с источником электропитания в корпусе (20) системы. Как будет видно из фиг. 6, жидкая композиция хранится в зоне хранения жидкости, образованной внутри компонента (502) для хранения жидкости. Мембрана (601) в таком случае отделяет зону хранения жидкости (и, соответственно, жидкую композицию) от зоны выработки аэрозоля, содержащей проволоку (701) и фитиль (801). Мембрана (601) служит в качестве барьера для "свободного течения" жидкой композиции в зону выработки аэрозоля. Однако, мембрана (601) сконфигурирована таким образом, чтобы соединять по текучей среде зону хранения жидкости с зоной выработки аэрозоля. Другими словами, жидкая композиция способна проходить через мембрану (601) с одной стороны на другую. Фитиль (801) обычно находится в контакте с донной стороной мембраны (601) и, таким образом, служит для того, чтобы вытягивать жидкую композицию, которая прошла через мембрану (601), к нагревающей проволоке. Сам фитиль может быть изготовлен из любого подходящего материала, известного в данной области техники, который имеет высокую степень теплостойкости и способен перемещать жидкость, например, посредством капиллярного действия. В одном варианте осуществления изобретения, фитиль (801) прикреплен к донной стороне мембраны. Это может быть достигнуто посредством использования клея или посредством физических средств (таких как зажим и так далее). Такого рода конструкция обеспечивает хороший контакт с донной стороной мембраны. Точки “C”, показанные на фиг. 6, иллюстрируют точки контакта между фитилем (801) и донной стороной мембраны.
Общие принципы работы системы (500) подачи аэрозоля, схематично представленной на фиг. 5A-5E, и фиг. 6, могут быть аналогичны тем, что описаны выше для системы подачи аэрозоля, представленной на фиг. 1-4. Таким образом, при использовании, пользователь всасывает воздух через мундштук (514), что приводит к втягиванию воздуха во внутреннюю часть системы (500) подачи аэрозоля, через впускные отверстия в системе подачи аэрозоля (не показаны). Контроллер системы подачи аэрозоля сконфигурирован таким образом, чтобы обнаруживать впуск воздуха, например, основываясь на изменении давления, и, в ответ на это, включать вырабатывающий аэрозоль компонент. Таким образом, вырабатывается аэрозоль жидкой композиции. Когда воздух втягивается через систему подачи аэрозоля, он переносит некоторое количество аэрозоля через канал (520) для воздуха к отверстию (516) в мундштуке (514). В этом отношении отметим, что оболочка зоны выработки аэрозоля, в общем, имеет поперечное сечение, которое соответствует поперечному сечению компонента - оболочки (510). Это позволяет любому аэрозолю, образованному в зоне выработки аэрозоля, получить доступ в канал (520).
Таким образом, выше описаны примеры систем подачи аэрозоля, которые могут помочь решить проблемы, рассмотренные выше в отношении генерации продуктов распада. Нижеследующие примеры служат для того, чтобы проиллюстрировать удивительные полезные эффекты настоящей системы.
Примеры
Была проведена оценка различных продуктов распада, которые могут возникнуть во время использования системы подачи аэрозоля. Системы включали в себя зоны хранения жидкости, где жидкая композиция содержалась "свободно". Системы также включали в себя глиноземистую силикатную вату, мембрану из керамического волокна (толщиной приблизительно в 1 мм) от Zibo Dingrong High-Temperature Materials Co. Были проанализированы нижеследующие композиции:
Композиция 1a - содержание воды 9% в весовом соотношении
Концентрация никотина(% в весовом соотношении)
2,5
Глицерин (% в весовом соотношении)
63,5
Вода (% в весовом соотношении)
9,0
Пропиленгликоль/Ароматизатор(% в весовом соотношении)
25,0
Композиция 1b - содержание воды 9% в весовом соотношении
Концентрация никотина(% в весовом соотношении)
2,5
Глицерин (% в весовом соотношении)
63,5
Вода (% в весовом соотношении)
9,0
Пропиленгликоль/Ароматизатор(% в весовом соотношении)
25,0
Композиции 1a и 1b были, по существу, одинаковыми, отличаясь только конкретным ароматизатором, объединенным с пропиленгликолем. Это изменение не рассматривалось как имеющее какое-либо влияние на продуцирование продуктов распада.
Композиция 2
Концентрация никотина(% в весовом соотношении)
1,86
Глицерин (% в весовом соотношении)
48,14
Вода (% в весовом соотношении)
25,0
Пропиленгликоль/Ароматизатор(% в весовом соотношении)
25,0
Протокол
Во время использования систем осуществлялся мониторинг ряда потенциальных продуктов распада.
Каждая система была сопряжена с автоматизированной машиной, сконфигурированной таким образом, чтобы автоматически включать систему на некоторый определенный промежуток времени (который упомянут ниже). Включение устройства было затем синхронизировано с инструментом, который анализировал продукты распада, содержащиеся в аэрозоле. Кнопка системы подачи аэрозоля удерживалась в общей сложности 4 секунды (соответствующие односекундная предзатяжка, трехсекундная затяжка) с интервалами в 30 секунд, что соответствует режиму затягивания с объемом 80 миллилитров/продолжительностью 3 секунды/с интервалом в 30 секунд.
Системы работали в течение 300 затяжек, при этом содержание продуктов распада оценивалось по конкретным продуктам в конце режима затягивания, то есть на затяжках: с 251 по 300. Количество продукта распада измерялось в единицах: миллиграммы/50 затяжек.
Результаты
Как можно видеть из Таблицы 1, в случае, когда была использована Композиция 2 (которая содержала относительно более высокие количества воды - 25% в весовом соотношении), количество обнаруженных продуктов распада было заметно сниженным. Без подтверждения теорией, это может быть отнесено на счет того, что эта композиция, способна с большей легкостью проходить через мембрану. Это может привести к тому, что зона выработки аэрозоля более последовательно снабжается дозами жидкой композиции, сдерживая, таким образом, нагрев нагревателя, предотвращая перегревание нагревателя, которое может быть ответственным за продуцирование продуктов распада.
Таблица 1
Образец
Формальдегиды
Кротоновый альдегид
Композиция 1а(9% воды)
1
181,95
3,47
2
4,74
8, 56
3
29,40
6,32
Среднее значение
72,03
6, 12
Композиция 1b(9% воды)
1
56,26
1,95
2
36,65
2,79
3
14.98
2,31
Среднее значение
35,95
5,10
Композиция 2(25% воды)
1
61,65
2,69
2
8,24
3,64
3
4,37
2,42
4
7,51
4,76
5
11,86
3,36
Среднее значение
18,7
3,4
Продукты распада, измеренные с использованием жидкостной хромато-масс-спектрометрии
Для решения различных проблем и развития данной области техники, в этом раскрытии, в порядке иллюстрации, показаны различные варианты осуществления, в которых может быть практически осуществлено заявленное изобретение (заявленные изобретения). Преимущества и признаки в этом раскрытии являются всего лишь представительной выборкой вариантов осуществления изобретения, и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они приведены только для того, чтобы помочь в понимании и объяснить заявленное изобретение (заявленные изобретения). Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, конструкции и/или другие аспекты этого раскрытия нельзя считать ограничениями, накладываемыми на это раскрытие, которое определено формулой изобретения, или ограничениями на эквиваленты формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления, и могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки объема формулы изобретения. Разнообразные варианты осуществления изобретения могут соответствующим образом содержать, состоять из, или состоять, по существу, из разнообразных сочетаний раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и так далее, отличных от тех, что конкретно описаны здесь, и следует, таким образом, понимать, что признаки зависимых пунктов формулы изобретения могут быть объединены с признаками независимых пунктов формулы изобретения в сочетаниях, отличных от тех, что явным образом изложены в формуле изобретения. Это раскрытие может включать в себя другие изобретения, не заявляемые сейчас, но которые могут быть заявлены в будущем.