ВЫРАБОТКА АЭРОЗОЛЯ
AEROSOL PRODUCTION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, без ограничения, к изделию для выработки аэрозоля, устройству в сборе для выработки аэрозоля, набору и способу выработки вдыхаемой среды.
Уровень техники
Курительные изделия, такие как сигареты, сигары и т.п., сжигают табак во время использования, создавая табачный дым. Альтернативы этим типам изделий выделяют соединения без горения с образованием вдыхаемой среды, и их можно назвать устройствами для выработки аэрозоля.
Примерами таких изделий являются устройства для нагревания без горения, также известные как изделия для нагревания табака и устройства для нагревания табака. В таких устройствах твердый способный образовывать аэрозоль материал, который может содержать или не содержать табак, нагревается без горения с образованием вдыхаемой среды. Компоненты твердого способного образовывать аэрозоль материала улетучиваются с образованием пара и/или аэрозоля. Вдыхаемая среда может в некоторых случаях содержать никотин.
Другими примерами таких изделий являются нагревательные устройства, в том числе гибридные устройства "электронная сигарета/нагревание без горения", также известные как гибридные электронные табачные устройства или просто гибридные устройства. Эти гибридные устройства содержат прекурсор пара или аэрозоля (например, жидкость или гель), который испаряется при нагревании с образованием пара или аэрозоля. Прекурсор пара может содержать ароматизаторы и/или аэрозолеобразующие вещества, такие как глицерин, и, в некоторых случаях, никотин. Пар или аэрозоль проходят через материал субстрата в устройстве и увлекают за собой один или несколько компонентов этого материала субстрата, чтобы образовать вдыхаемую среду. Материал субстрата может быть, например, табаком, другими нетабачными продуктами или их комбинацией, такой как смешанная смесь, которая может содержать или не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
В некоторых вариантах осуществления изобретения, описанных в данном документе, предлагается изделие для выработки аэрозоля, содержащее: (i) способный образовывать аэрозоль материал, содержащий никотин; (ii) твердый основный материал; и (iii) смачивающий агент; при этом указанное изделие выполнено таким образом, что в процессе использования смачивающий агент объединяется с твердым основным материалом и способным образовывать аэрозоль материалом при активации пользователем механизма объединения.
В некоторых вариантах осуществления изобретения предлагается устройство в сборе для выработки аэрозоля, содержащее нагреватель и изделие для выработки аэрозоля, выполненное согласно другим вариантам осуществления изобретения.
В некоторых вариантах осуществления изобретения предлагается набор, содержащий изделие для выработки аэрозоля, выполненное согласно другим вариантам осуществления изобретения, и устройство, предназначенное для использования при выработке вдыхаемой среды, причем указанное устройство содержит нагреватель.
В изобретении также предлагается способ выработки вдыхаемой среды, включающий в себя: объединение смачивающего агента с композицией, содержащей твердый основный материал и способный образовывать аэрозоль материал, содержащий никотин, для высвобождения никотина из способного образовывать аэрозоль материала, и перевод в летучее состояние компонентов способного образовывать аэрозоль материала для формирования вдыхаемой среды.
В изобретении также предлагается способ обеспечения замедленного высвобождения никотина из способного образовывать аэрозоль материала, содержащего никотин, причем упомянутый способ включает в себя: обеспечение смачивающего агента и композиции, содержащей твердый основный материал и способный образовывать аэрозоль материал; объединение указанных смачивающего агента и композиции с образованием основного раствора; и высвобождение никотина из способного образовывать аэрозоль материала.
В изобретении также предлагается применение смачивающего агента для обеспечения замедленной доставки никотина из способного образовывать аэрозоль материала, содержащего никотин, причем способный образовывать аэрозоль материал смешан с твердым основным материалом, и смачивающий агент контактирует с твердым основным материалом и способным образовывать аэрозоль материалом, что приводит к высвобождению никотина из способного образовывать аэрозоль материала, при этом компоненты способного образовывать аэрозоль материала переводятся в летучее состояние с образованием вдыхаемой среды.
В изобретении также предлагается картридж, предназначенный для использования в устройстве для вмещения вдыхаемой среды, причем указанный картридж содержит твердый основный материал и способный образовывать аэрозоль материал, содержащий никотин, причем указанный картридж выполнен с возможностью использования в устройстве, содержащем резервуар для смачивающего агента.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут понятными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления, приведенных только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи.
Краткое описание чертежей
Примеры предлагаемых в настоящем изобретении устройств для выработки вдыхаемой среды описаны ниже со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на Фиг. 1 – схематический вид в продольном разрезе примера устройства для выработки вдыхаемой среды;
на Фиг. 2 – схематический вид в продольном разрезе другого примера устройства для выработки вдыхаемой среды;
на Фиг. 3 – схематический вид в продольном разрезе другого примера устройства для выработки вдыхаемой среды;
на Фиг. 4 – схематический вид в продольном разрезе примера картриджа, имеющего контейнер для жидкости и неразъемный контейнер для твердого материала; и
на Фиг. 5 – схематический вид в продольном разрезе примера картриджа, имеющего контейнер для жидкости и съемный контейнер для твердого материала.
Осуществление изобретения
Табак может быть обработан основанием и водой, чтобы облегчить высвобождение никотина из табака. Никотин высвобождается из солей никотина в табаке в результате реакции с основанием. Затем никотин переводится в летучее состояние при более низкой температуре в процессе использования.
Авторы изобретения определили, что, если обработанный основанием табак используется в известных гибридных электронных табачных устройствах, доставка никотина за затяжку значительно снижается в процессе использования. Реакция между основанием и никотином происходит быстро; pH-обработанный никотин затем быстро высвобождается, и его доставка в процессе потребления может уменьшаться от затяжки к затяжке. Авторы изобретения также наблюдали, что никотин из pH-обработанного основанием табака, может теряться из устройства до использования вследствие его высокой летучести.
Настоящее изобретение обеспечивает улучшенную стабильность доставки никотина за затяжку за счет отсрочки pH-обработки способного образовывать аэрозоль материала, содержащего никотин (такого как табачный материал). В изобретении используется смачивающий агент и отдельный твердый основный материал наряду со способным образовывать аэрозоль материалом; в процессе использования смачивающий агент и твердый основный материал объединяются пользователем, образуя основный раствор, который контактирует со способным образовывать аэрозоль материалом и высвобождает никотин. В некоторых случаях скорость, с которой смачивающий агент контактирует с твердым основным материалом, регулируется в процессе использования, тем самым регулируя скорость высвобождения никотина посредством pH-обработки. До объединения смачивающего агента, твердого основного материала и способного образовывать аэрозоль материала, содержащего никотин, отсутствует pH-обработка никотина основанием.
Кроме того, pH-обработка табака основанием приводит к выделению аммиака. Регулирование скорости pH-обработки основанием регулирует скорость выделения аммиака, и это может улучшить органолептические свойства табака (поскольку запах аммиака менее сильный).
В некоторых описанных в данном документе вариантах осуществления изобретения предлагается изделие для выработки аэрозоля, содержащее: (i) способный образовывать аэрозоль материал, содержащий никотин; (ii) твердый основный материал; и (iii) смачивающий агент; при этом указанное изделие выполнено таким образом, что в процессе использования смачивающий агент объединяется с основным материалом и способным образовывать аэрозоль материалом при активации пользователем механизма объединения.
Способный образовывать аэрозоль материал, обычно является твердым. В некоторых случаях способный образовывать аэрозоль материал содержит табачный материал. Используемый здесь термин "табачный материал" относится к любому материалу, содержащему табак или его производные. Под термином "табачный материал" может пониматься одно или несколько из табака, производных табака, взорванного табака, восстановленного табака или заменителей табака. Табачный материал может включать в себя одно или несколько из измельченного табака, табачного волокна, резаного табака, экструдированного табака, табачного стебля, восстановленного табака, агломерированного табака, сферонизированного табака и/или экстракта табака.
В некоторых случаях способный образовывать аэрозоль материал, такой как табак, имеет содержание воды 15 мас.% или менее, предпочтительно 10 мас.% или менее. Это гарантирует, что реакция между влагой, присутствующей в способном образовывать аэрозоль материале, и твердым основным материалом сведена к минимуму.
Табак, используемый для производства табачного материала, может быть любым подходящим табаком, таким как отдельные сорта или смеси, разрезанный или цельный лист, включая сорта Вирджиния и/или Берли и/или Ориентал. Это также могут быть частицы табака или пыль, взорванный табак, стебли, взорванные стебли и другие материалы из обработанных стеблей, такие как нарезанные свернутые стебли. Табачный материал может быть молотым табаком или восстановленным табачным материалом. Восстановленный табачный материал может содержать табачные волокна и может быть сформирован способом литья, способом изготовления бумаги на основе технологии Фурдринье с обратным добавлением табачного экстракта или способом экструзии.
Способный образовывать аэрозоль материал может дополнительно содержать ароматизаторы и/или аэрозолеобразующие агенты.
Способный образовывать аэрозоль материал может дополнительно содержать одну или несколько соусирующих добавок, таких как инвертный сахар, патока, тростниковый сахар, мед, какао, лакрица, полиолы, такие как глицерин и пропиленгликоль, и кислоты, такие как яблочная кислота.
Способный образовывать аэрозоль материал может дополнительно содержать одно или несколько связующих, таких как альгинаты, целлюлоза или модифицированная целлюлоза, крахмал или модифицированный крахмал, или натуральные камеди. В некоторых вариантах осуществления способный образовывать аэрозоль материал содержит альгинат, такой как альгинат натрия, альгинат кальция, альгинат калия или альгинат аммония.
Способный образовывать аэрозоль материал может дополнительно содержать один или несколько наполнителей. В подходящем случае наполнитель может включать неорганический материал, такой как карбонат кальция, перлит, вермикулит, диатомит, коллоидный диоксид кремния, оксид магния, сульфат магния и карбонат магния. В некоторых случаях наполнитель включает собой мел. В подходящем случае наполнитель может включать органический материал, такой как древесная масса, целлюлоза и производные целлюлозы.
В некоторых случаях способный образовывать аэрозоль материал и твердый основный материал обеспечены в виде смеси, в подходящем случае гомогенной смеси. В некоторых случаях плотность твердого основного материала может быть в пределах примерно 10% или 5% от плотности способного образовывать аэрозоль материала, чтобы минимизировать разделение этих компонентов в смеси.
В некоторых случаях массовое соотношение твердого основного материала к способному образовывать аэрозоль материалу, рассчитанное на основе сухой массы, может находиться в диапазоне от приблизительно 0,05:1 до приблизительно 0,15:1, подходящим образом от 0,05:1 до 0,1:1.
В других случаях твердый основный материал может быть обеспечен отдельно от способного образовывать аэрозоль материала, при этом твердый основный материал обеспечен выше по потоку от способного образовывать аэрозоль материала (где под термином выше по потоку подразумевается направление потока аэрозоля в процессе использования). В таких случаях твердый основный материал может быть обеспечен в отдельной от способного образовывать аэрозоль материала камере, или оба компонента могут быть обеспечены в одной и той же камере, причем твердый основный материал обеспечен на ее расположенном выше по потоку конце.
Используемый здесь термин "твердый основный материал" относится к любому материалу, который образует основный раствор при растворении в смачивающем агенте. Подходящим образом, материал образует основный раствор с pH более приблизительно 8. Подходящим образом, материал образует основный раствор с pH менее приблизительно 10. Подходящим образом, материал образует основный раствор с pH приблизительно от 8 до 9. В некоторых случаях твердый основный материал включает гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, гидрокарбонат натрия, гидрокарбонат калия, карбонат натрия, карбонат калия, карбонат кальция или их смеси.
В некоторых случаях смачивающий агент включает аэрозолеобразующий агент и/или воду. В некоторых случаях смачивающий агент включает по меньшей мере одно из воды, глицерина и пропиленгликоля.
В некоторых случаях объединение смачивающего агента с твердым основным материалом и способным образовывать аэрозоль материалом, содержащим никотин, является активируемым при затяжке. Это означает, что pH-обработка способного образовывать аэрозоль материала происходит только во время совершения пользователем затяжки, а между затяжками высвобождение никотина сводится к минимуму (при этом снижаются непреднамеренные потери никотина и обеспечивается стабильная доставка никотина в процессе употребления). То есть в некоторых случаях изделие для выработки аэрозоля выполнено с возможностью использования в устройстве для выработки аэрозоля, которое содержит детектор затяжки.
В некоторых случаях смачивающий агент является инкапсулированным, и капсула разрушается при использовании для высвобождения смачивающего агента, чтобы он соединился с твердым основным материалом. В некоторых таких случаях капсула может быть выполнена раздавливаемой, и высвобождение смачивающего агента происходит в результате того, что при использовании пользователь раздавливает капсулу. В некоторых таких случаях капсула может разрушаться прокалывающим элементом. В одном из случаев прокалывающий элемент может приводиться в контакт с капсулой пользователем; например, путем нажатия на кнопку. В другом случае прокалывающий элемент может быть обеспечен как часть устройства, в которое вставляется изделие, при этом прокалывающий элемент разрушает капсулу при вставлении изделия. В других случаях смачивающий агент может инкапсулирован инкапсулирующим материалом, который плавится, разлагается, вступает в реакцию, разрушается, разбухает, растворяется или деформируется с высвобождением смачивающего агента при температуре выше комнатной, но при температуре равной или ниже температуры, достигаемой во время использования. Например, смачивающий агент может быть инкапсулирован в инкапсулирующий материал, выбранный из полисахарида или целлюлозного барьерного материала, желатина, камеди, геля, воска или их смеси. В некоторых случаях инкапсулирующий материал выбран из одного или более из альгинатов, декстрана, мальтодекстрина, циклодекстрина, пектина, метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, простых эфиров целлюлозы, камеди арабской, камеди гатти, камеди трагаканта, камеди карайя, камеди рожкового дерева, камеди акации, гуаровой камеди, камеди семян айвы, ксантановой камеди, геля агара, геля агарозы, каррагинанов, фуроидана, фурцелларана и карнаубского воска.
В некоторых случаях, смачивающий агент в процессе использования нагревается с образованием пара и/или аэрозоля, и этот пар и/или аэрозоль вступает в контакт с твердым основным материалом. Например, изделие может быть выполнено для использования в гибридном электронном табачном устройстве; смачивающий агент может быть обеспечен в виде прекурсора пара или аэрозоля (такого как жидкость или гель), который испаряется при нагревании с образованием пара и/или аэрозоля. Устройство в сборе выполнено с возможностью приведения пара и/или аэрозоля в контакт с твердым основным материалом и способным образовывать аэрозоль материалом. Проходящий пар/аэрозоль, содержащий смачивающий агент, растворяет твердый основный материал с образованием основного раствора, который осуществляет pH-обработку способного образовывать аэрозоль материала, высвобождая никотин. В некоторых случаях испарение смачивающего материала инициируется затяжкой. Это означает, что pH-обработка способного образовывать аэрозоль материала происходит только во время затяжки, а между затяжками высвобождение никотина сводится к минимуму (при этом обеспечивается снижение непреднамеренных потерь никотина и обеспечивается стабильная доставка никотина в течение периода потребления).
В некоторых случаях увлажняющий агент приводится в контакт с основным материалом путем активации пользователем насоса. Насос может быть обеспечен как часть устройства для выработки аэрозоля, в которое вставляется изделие для выработки аэрозоля. В некоторых таких случаях насос может, например, приводиться в действие кнопкой, так что пользователь регулирует скорость pH-обработки способного образовывать аэрозоль материала и тем самым регулирует скорость высвобождения никотина. В некоторых других случаях насос может приводиться в действие затяжкой, так что pH-обработка способного образовывать аэрозоль материала происходит только во время затяжки, а между затяжками высвобождение никотина сводится к минимуму (при этом снижаются непреднамеренные потери никотина и обеспечивается стабильная доставка никотина в течение периода потребления).
Изделие для выработки аэрозоля может быть обеспечено в виде одного компонента или может быть обеспечено в виде более чем одного компонента. Например, смачивающий агент может быть обеспечен в первом компоненте, таком как картридж для жидкости, предназначенный для использования в гибридном электронном табачном устройстве, а способный образовывать аэрозоль материал и твердый основный материал могут быть обеспечены вместе во втором компоненте, таком как в картридж для табака, предназначенный для использования в гибридном электронном табачном устройстве. В некоторых случаях эти компоненты могут скрепляться вместе для вставления в устройство. В некоторых случаях отдельные компоненты могут вставляться в устройство по отдельности.
В изобретении также предлагается устройство в сборе для выработки аэрозоля, содержащее нагреватель и предлагаемое в вариантах осуществления настоящего изобретения изделие для выработки аэрозоля.
В одном из вариантов осуществления нагреватель работает от батареи. В варианте осуществления один или каждый нагреватель представляет собой электрорезистивный нагреватель.
В некоторых случаях устройство в сборе может представлять собой узел нагревания без горения, в котором способный образовывать аэрозоль материал нагревается в процессе использования для создания вдыхаемой среды.
В некоторых случаях устройство в сборе может быть гибридным электронным табачным устройством. В некоторых таких случаях смачивающий агент может быть обеспечен в качестве компонента первого способного улетучиваться материала. При нагревании этого материала способный улетучиваться материал переходит в летучее состояние и образует аэрозоль и/или пар, содержащий смачивающий агент. Аэрозоль и/или пар проходят через устройство в сборе и контактируют со способным образовывать аэрозоль материалом и твердым основным материалом, высвобождая никотин. В некоторых других случаях смачивающий агент может быть включен в гибридное электронное табачное устройство другими способами, рассмотренными в настоящем документе, например, в инкапсулированном виде.
В некоторых конкретных случаях в изобретении предлагается устройство в сборе, содержащее:
контейнер с первым способным улетучиваться материалом, причем первый способный улетучиваться материал содержит смачивающий агент;
нагреватель для перевода в летучее состояние первого способного улетучиваться материала, содержащегося в контейнере;
камеру, содержащую способный образовывать аэрозоль материал, содержащий никотин, и твердый основный материал; и
выпускное отверстие;
выполненное таким образом, что в процессе использования первый способный улетучиваться материал, содержащий смачивающий агент, переводится в летучее состояние нагревателем с образованием пара и/или аэрозоля, который проходит через камеру, содержащую способный образовывать аэрозоль материал и твердый основный материал, и увлекает с собой один или более компонентов способного образовывать аэрозоль материала, тем самым формируя вдыхаемую среду, которая проходит через выпускное отверстие.
В некоторых случаях первый способный улетучиваться материал включает жидкость или гель. Первый способный улетучиваться материал может альтернативно называться прекурсором пара/аэрозоля. Подходящим образом, первый способный улетучиваться материал содержит, по существу состоит или состоит из жидкости. Подходящие жидкости включают в себя компоненты, обычно используемые в жидкостях для электронных сигарет.
Первый способный улетучиваться материал может содержать аэрозолеобразующие агенты, такие как пропиленгликоль и/или глицерин. Кроме того, в некоторых случаях он может содержать ароматизаторы. Материал обычно улетучивается при температуре приблизительно 150-250°C.
В некоторых случаях способный образовывать аэрозоль материал и/или твердый основный материал могут быть пористыми, так что аэрозоль или пар могут проходить через материал. Благодаря этому обеспечивается большая площадь контакта материала с аэрозолем и/или паром.
Подходящим образом, способный образовывать аэрозоль материал (до использования) может иметь pH меньше приблизительно 7, измеренный в соответствии с протоколом CORESTA для измерения pH табака.
Первый способный улетучиваться материал может содержать аэрозолеобразующие агенты, такие как пропиленгликоль и/или глицерин. Кроме того, в некоторых случаях он может содержать ароматизаторы. Материал обычно улетучивается при температуре около 150-250°C.
В некоторых случаях устройство в сборе нагревает способный образовывать аэрозоль материал в процессе использования, способствуя высвобождению его компонентов во вдыхаемую среду. В некоторых случаях один и тот же нагреватель может нагревать как первый способный улетучиваться материал, так и способный образовывать аэрозоль материал. В некоторых случаях может быть обеспечен второй нагреватель, который нагревает способный образовывать аэрозоль материал. В некоторых случаях устройство не нагревает способный образовывать аэрозоль материал, полагаясь на тепло, переносимое паром/аэрозолем, для нагревания материала (тем самым переводя в летучее состояние компоненты материала, которые затем увлекаются потоком пара/аэрозоля).
В одном из вариантов осуществления устройство в сборе содержит охладитель или зону охлаждения ниже по потоку от нагревателя и выше по потоку от камеры, содержащей способный образовывать аэрозоль материал, причем охладитель или зона охлаждения приспособлены для охлаждения испаренного материала с образованием аэрозоля из капель жидкости, который при использовании проходит через камеру для способного образовывать аэрозоль материала. По сути, охладитель может быть устроен таким образом, чтобы действовать в качестве теплообменника, позволяющего извлекать тепло из пара. Рекуперированное тепло может быть использовано, например, для предварительного нагрева способного образовывать аэрозоль материала и/или для содействия нагреванию первого способного улетучиваться материала.
В одном из вариантов осуществления нагреватель является активируемым затяжкой. То есть устройство содержит детектор затяжки и нагревает первый способный улетучиваться материал только при обнаружении затяжки. Это означает, что пар/аэрозоль образуется в устройстве только во время затяжки, тем самым гарантируя, что pH-обработка табачного материала происходит только во время затяжки. Это дополнительно задерживает pH-обработку табака, уменьшая непреднамеренные потери никотина и обеспечивая стабильную доставку никотина в течение периода потребления.
В одном из вариантов осуществления контейнер, содержащий первый способный улетучиваться материал, является съемным. Контейнер может иметь форму чаши или чего-то подобного (которая в некоторых вариантах осуществления может иметь, например, кольцевую форму) и/или впитывающей ваты или чего-то подобного. По сути, контейнер может быть предметом одноразового использования, который после использования заменяется целиком. В качестве альтернативы компоновка может быть такой, что пользователь извлекает контейнер из устройства, заменяет использованный способный улетучиваться материал или пополняет материал в контейнере, а затем помещает контейнер обратно в устройство.
В некоторых случаях контейнер может быть неизвлекаемым из устройства. В таком варианте осуществления пользователь может просто заменять использованный материал или пополняет материал в контейнере после использования по мере необходимости.
В некоторых случаях контейнер и камера представляют собой единый блок. В некоторых случаях единый блок представляет собой картридж, который может быть извлечен из устройства. Такой блок представляет собой предлагаемое в настоящем изобретении изделие для выработки аэрозоля.
В некоторых случаях камера выполнена с возможностью извлечения из устройства. Камера может быть выполнена, например, в форме картриджа или тому подобного, содержащего способный образовывать аэрозоль материал (и, при необходимости, твердый основный материал) перед использованием. Вся камера, содержащая способный образовывать аэрозоль материал (и, при необходимости, твердый основный материал), может фактически быть предметом одноразового использования, который заменяется целиком после использования. В качестве альтернативы конфигурация может быть такой, что пользователь удаляет камеру из устройства, заменяет использованный материал в камере, а затем помещает камеру обратно в устройство.
В изобретении также предлагается картридж для использования в устройстве для вмещения вдыхаемой среды, причем указанный картридж содержит твердый основный материал и способный образовывать аэрозоль материал, содержащий никотин, при этом картридж выполнен с возможностью использования в устройстве, которое содержит резервуар для смачивающего агента. Подходящим образом, картридж может быть адаптирован для использования в описанном в настоящем документе устройстве для выработки вдыхаемой среды.
В изобретении также предлагается набор, содержащий предлагаемое в вариантах осуществления настоящего изобретения изделие для выработки аэрозоля и устройство для использования при выработке вдыхаемой среды, причем указанное устройство содержит нагреватель. Признаки, описанные выше в отношении устройства в сборе, явно раскрыты в сочетании с аспектом настоящего изобретения, касающимся набора; признаки, описанные в отношении устройства в сборе, могут быть признаками указанного устройства. Таким образом, например, устройство может включать в себя одно или несколько из активатора затяжки, охлаждающего элемента или зоны охлаждения, средства активации, такого как кнопка, дополнительных нагревателей, насоса для смачивающего агента и т.д.
В той степени, в которой они совместимы, признаки, описанные в отношении устройства в сборе для выработки аэрозоля, явно раскрыты в сочетании с изделием для выработки аэрозоля, и наоборот. Аналогичным образом, признаки, описанные в отношении устройства в сборе для выработки аэрозоля, или изделия для выработки аэрозоля, явно раскрыты в комбинации с картриджем, и наоборот.
В частности, признаки способного образовывать аэрозоль материала, твердого основного материала и смачивающего агента, описанные в данном документе, явно раскрыты в сочетании с каждым вариантом осуществления изобретения (в той степени, в которой они совместимы).
Примеры предлагаемых в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройств для выработки вдыхаемой среды теперь будут описаны со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи. На Фиг. 1 показан пример устройства 1 для выработки вдыхаемой среды. В общих чертах, устройство 1 переводит в летучее состояние жидкость, содержащую смачивающий агент, с образованием пара или аэрозоля, который проходит через смесь твердого основного материала и табачного материала, чтобы получить вдыхаемую среду, содержащую один или несколько компонентов, происходящих из табачного материала.
В этом отношении, прежде всего, можно отметить, что в общем случае пар – это вещество в газовой фазе при температуре ниже, чем его критическая температура, что означает, например, что пар может быть сконденсирован в жидкость путем увеличения его давления без снижения температуры. С другой стороны, в общем случае, аэрозоль – это коллоид мелких твердых частиц или капель жидкости в воздухе или другом газе. "Коллоид" – это вещество, в котором микроскопически диспергированные нерастворимые частицы находятся во взвешенном состоянии в другом веществе.
Возвращаясь к Фиг. 1, устройство 1 в этом примере имеет в целом полый цилиндрический внешний корпус 2. Корпус 2 имеет открытый конец 3. В этом примере на открытом конце 3 обеспечен трубчатый мундштук 4. Мундштук 4 в этом примере выполнен с возможностью удаления пользователем из корпуса 2. Уплотнительное кольцо или другое уплотнение 5 способствует герметизации мундштука 4 в корпусе 2. На другом конце 6 корпуса 2 или ближе к нему находится батарея 7 для питания различных компонентов устройства 1, как будет описано ниже. Батарея 7 может быть перезаряжаемой батареей или одноразовой батареей. В корпусе 2 также обеспечен контроллер 8 для управления работой различных компонентов устройства 1, как будет описано ниже.
В корпусе 2 имеется контейнер 9 для хранения или содержания способного улетучиваться материала, который в данном случае представляет собой жидкость 10. Способный улетучиваться материал содержит смачивающий агент, такой как вода. Могут использоваться различные формы контейнера 9. В примере, показанном на Фиг. 1, контейнер 9 имеет форму кольцевой камеры 9, расположенной в корпусе 2 между открытым концом 3 и другим концом 6. В этом конкретном примере корпус 2 состоит из двух частей: первая часть 2а расположена со стороны открытого конца 3, а вторая часть 2b – со стороны другого конца 6. Первая и вторая части 2а, 2b корпуса 2 могут соединяться друг с другом посредством винтовой резьбы, байонетного соединения и т.п. При использовании пользователь может разделять первую и вторую части 2a, 2b корпуса 2, чтобы пополнять или заменять жидкость 10 по мере необходимости. В качестве альтернативы, чтобы обеспечить доступ к контейнеру 9 можно снять мундштук 4. Однако следует понимать, что возможны другие конструкции. Например, жидкость 10 может быть обеспечена в отдельном кольцевом контейнере в форме чаши, который может быть целиком удален из корпуса 2. Такой отдельный контейнер может быть одноразовым, так что пользователь заменяет жидкость 10 путем установки нового контейнера с жидкостью 10 в корпус 2. В альтернативном варианте осуществления, такой контейнер может быть многоразовым. В таком случае пользователь может пополнить или заменить жидкость 10 в контейнере, когда он извлечен из корпуса 2, а затем установить наполненный контейнер в корпус 2. Следует понимать, что корпус 2 не обязательно должен состоять из двух частей, и что могут предусматриваться другие конструкции, обеспечивающие доступ пользователя, например, для обеспечения возможности дозаправки на месте.
Нагреватель 11 расположен, как правило, по центру корпуса 2, то есть по центру по длине и ширине корпуса 2 в этом примере. В этом примере нагреватель 11 питается от батареи 7 и поэтому электрически соединен с батареей 7. Нагреватель 11 может представлять собой электрорезистивный нагреватель, в том числе, например, нихромовый резистивный нагреватель, керамический нагреватель и т.д. Нагреватель 11 может быть, например, проволокой, например, в форме катушки, пластиной (которая может быть многослойной пластиной из двух или более разных материалов, один или более из которых могут быть электропроводящими и один или более из которых могут быть электрически непроводящими), сеткой (которая может быть, например, тканой или нетканой, и которая также может быть многослойной), пленочным нагревателем и т.д. Могут использоваться другие нагревательные устройства, включая неэлектрические нагревательные устройства.
Упомянутый нагреватель 11 предназначен для перевода в летучее состояние жидкости 10. В показанном примере кольцевой фитиль 12 окружает нагреватель 11 и находится в (тепловом) контакте с нагревателем 11. Наружная поверхность кольцевого фитиля 12 контактирует с жидкостью 10, содержащейся в контейнере 9 для жидкости. Фитиль 12 обычно является абсорбирующим и служит для втягивания жидкости 10 из контейнера 9 для жидкости за счет капиллярного действия. Фитиль 12 предпочтительно является нетканым и может представлять собой, например, хлопковый или шерстяной материал, или тому подобное, или синтетический материал, например, полиэстер, нейлон, вискозу, полипропилен или тому подобное. Хотя это будет описано более подробно ниже, здесь можно отметить, что в процессе использования жидкость 10, втянутая фитилем 12, нагревается нагревателем 11. Жидкость 10 может быть переведена в летучее состояние, чтобы образовывать аэрозоль из капелек жидкости, или может достаточно нагреваться для образования пара. Образующийся таким образом аэрозоль или пар выходит из фитиля 12 и проходит к мундштуку 4, как показано стрелками А, под воздействием пользователя, затягивающегося через мундштук 4. Нагреватель 11 и фитиль 12 могут быть обеспечены в виде единого, по сути, неразъемного элемента, иногда называемого "атомайзером", так что нагрев и капиллярное втягивание фактически осуществляется одним элементом.
Корпус 2 дополнительно содержит камеру 13, которая удерживает или содержит твердый субстрат 14 в устройстве 1. Субстрат 14 представляет собой гранулированную смесь, содержащую табачный материал и твердый основный материал, такой как карбонат кальция. При использовании пользователь может получить доступ к камере 13 для замены или пополнения твердого субстрата 14 через открытый конец 3 корпуса 2, сняв мундштук 4 и/или разделив две части 2a, 2b корпуса 2. Камера 13 может иметь различные формы. Например, камера 13 может представлять собой полностью открытую с обоих концов трубку, которая содержит твердый субстрат 14. В другом примере, камера 13 может представлять собой трубку, которая имеет одну или более торцевых стенок со сквозными отверстиями, через которые может проходить пар или аэрозоль. Камера 13 может оставаться на месте внутри корпуса 2, когда пользователь удаляет и заменяет твердый субстрат 14. В качестве альтернативы, камера 13, содержащая твердый субстрат 14, может представлять собой отдельный элемент, который при использовании вставляется в корпус 2 и удаляется из него как единое целое. Удаляемая камера 13 этого типа может быть одноразовой, так что пользователь заменяет твердый субстрат 14, вставляя в корпус 2 новую камеру 13, содержащую свежий твердый субстрат 14. В качестве альтернативы, камера 13 может быть многоразовой. В этом случае пользователь может заменить твердый субстрат 14 в камере 13, когда камера 13 извлечена из корпуса 2, а затем вставить заполненную камеру 13 в корпус 2. В еще одном примере камера 13 может содержать зажимы или тому подобное, расположенные внутри корпуса 2 и удерживающие твердый субстрат 14 в нужном положении. В некоторых примерах твердый субстрат 14 может просто плотно прилегать к камере 13. В качестве другой альтернативы контейнер 9 для хранения жидкости 10 может сам быть устроен таким образом, чтобы поддерживать или и нести на себе твердый субстрат 14. Например, контейнер 9 может иметь один или несколько зажимов, трубку и т.п. для приема и удержания твердого субстрата 14 в нужном положении. Такой двухфункциональный контейнер 9/камера или приемник 13 для хранения жидкости 10 и приема твердого субстрата 14 может быть выполнен форме картриджа или чего-то подобного и может быть одноразовым изделием или может быть пригодным для повторно использования, при этом жидкость 10 и твердый субстрат 14 заменяется или пополняется пользователем по мере необходимости. В некоторых случаях может оказаться, что пользователю нужно только время от времени пополнять или заменять твердый субстрат 14, при этом жидкости 10 достаточно для нескольких применений. После того, как жидкость 10 израсходована, пользователь выбрасывает двухфункциональный контейнер 9/приемник 13 и использует новый. Точно так же может иметь место ситуация, что пользователю нужно только время от времени доливать или заменять жидкость 10, при этом твердого субстрата 14 достаточно для нескольких применений. После того, как твердый субстрат 14 израсходован, пользователь выбрасывает двухфункциональный контейнер 9/приемник 13 и использует новый. Конкретные примеры двухфункциональных контейнеров/приемников рассматриваются ниже.
Твердый субстрат 14 расположен в корпусе 2 ниже по потоку от места образования аэрозоля или пара из жидкости 10 и выше по потоку от открытого конца 3 корпуса 2 и мундштука 4. В этом конкретном примере твердый субстрат 14 размещен по существу в той же части или камере корпуса 2, что и фитиль 12. Аэрозоль или пар, образовавшийся из жидкости 10, выходит из фитиля 12 и проходит, как показано стрелками А, к твердому субстрату 14 под воздействием пользователя, затягивающегося через мундштук 4. В конкретных вариантах осуществления твердый субстрат 14 является пористым, так что аэрозоль или пар проходят через твердый субстрат 14, а затем через открытый конец 3 корпуса 2 и мундштук 4. Смачивающий агент в форме аэрозоля или пара контактирует с твердым основным материалом с образованием основного раствора. Основание увеличивает pH табака, высвобождая никотин, который затем легче захватывается проходящим паром/аэрозолем.
В некоторых вариантах осуществления твердый субстрат 14 и/или его камера 13 устроены таким образом, что между твердым субстратом 14/камерой 13 и внутренней частью корпуса 2 отсутствует воздушный зазор, так что аэрозоль или пар полностью проходит через твердый субстрат 14.
Жидкость 10 подходящим образом представляет собой жидкость, которая является улетучиваемой при разумных температурах, предпочтительно в диапазоне 100-300°C или, в частности, в диапазоне приблизительно 150-250°C, поскольку это помогает снизить энергопотребление устройства 1. Подходящими материалами являются материалы, обычно используемые в устройствах электронных сигарет, например, пропиленгликоль и глицерол (также известный как глицерин).
Твердый субстрат 14 придает аромат аэрозолю или пару, произведенному из жидкости 10, при прохождении аэрозоля или пара через твердый субстрат 14. Когда аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 14 и над ним, горячий аэрозоль или пар увлекает за собой органические и другие соединения или компоненты из твердого субстрата 14, которые придают табаку его органолептические свойства, тем самым придавая аромат аэрозолю или пару, когда он проходит к мундштуку 4.
В примере, показанном на Фиг. 1, единственным источником тепла для нагревания твердого субстрата 14 в устройстве 1, который требуется для извлечения органических и других соединений или компонентов из твердого субстрата 14, является горячий аэрозоль или пар, образовавшийся при нагревании жидкости 10.
Обратимся теперь к Фиг. 2, на которой показан другой пример устройства для выработки вдыхаемой среды. В нижеследующем описании и на Фиг. 2 компоненты и признаки, идентичные или схожие с соответствующими компонентами и признаками примера, описанного со ссылкой на Фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями, но увеличенными на 200. Для краткости, описание таких компонентов и признаков не будет здесь повторяться полностью. Следует понимать, что устройства, альтернативы и т.д., описанные выше в отношении примера, показанного на Фиг. 1, также применимы к примеру, показанному на Фиг. 2. Опять же, в общих чертах, устройство 201, показанное на Фиг. 2, нагревает жидкость с образованием пара или аэрозоля, который проходит через твердый субстрат 214, чтобы получить вдыхаемую среду, которая содержит один или несколько компонентов, происходящих из твердого субстрата 214.
Устройство 201 в этом примере имеет в целом полый цилиндрический внешний корпус 202 с открытым концом 203 и трубчатый мундштук 204. Мундштук 204 в этом примере выполнен с возможностью удаления пользователем из корпуса 202, а уплотнительное кольцо или другое уплотнение 205 помогает герметизировать мундштук 204 в корпусе 202. Батарея 207 для питания различных компонентов устройства 201 и контроллер 208 обеспечены на другом конце 206 корпуса 202 или ближе к нему. Корпус 202 в этом примере состоит из двух частей, первая часть 202а расположена в направлении открытого конца 203, а вторая часть 202b – в направлении другого конца 206.
Корпус 202 имеет контейнер 209 для хранения или содержания первого способного улетучиваться материала, который в данном случае представляет собой жидкость 210. Летучий материал содержит смачивающий агент, такой как вода. Контейнер 209 может быть любого из типов, описанных выше в отношении примера, показанного на Фиг. 1. Нагреватель 211 для перевода в летучее состояние жидкости 210 обычно расположен по центру (по длине и ширине) корпуса 202. В этом примере нагреватель 211 питается от батареи 207 и поэтому электрически соединен с батареей 207. Нагреватель 211 может быть электрорезистивным нагревателем, керамическим нагревателем и т.д. Нагреватель 211 может быть, например, проволокой, например, в форме катушки, пластиной (которая может быть многослойной пластиной из двух или более разных материалов, один или более из которых могут быть электропроводящими, а один или несколько – электрически непроводящими), сеткой (которая может быть, например, тканой или нетканой, и которая опять же может быть так же многослойной), пленочным нагревателем и т.д. Могут использоваться другие устройства нагрева, включая устройства индукционного нагрева или устройства неэлектрического нагрева. Кольцевой фитиль 212 окружает нагреватель 211 и находится в (тепловом) контакте с нагревателем 211. Наружная поверхность кольцевого фитиля 212 контактирует с жидкостью 210, содержащейся в контейнере 209 для жидкости. Жидкость 210 может быть нагрета, чтобы из капель жидкости получить аэрозоль, или достаточно нагрета для образования пара. Полученный таким образом аэрозоль или пар выходит из фитиля 212 и проходит к мундштуку 204, как показано стрелками А, под воздействием пользователя, затягивающегося через мундштук 204. Нагреватель 211 и фитиль 212 могут быть выполнены в виде единого, по сути, неразъемного элемента, так что нагрев и капиллярное впитывание, по сути, выполняются одним блоком.
Корпус 202 дополнительно содержит камеру 213, которая удерживает или содержит твердый субстрат 214 в устройстве 201. Субстрат 24 представляет собой гранулированную смесь, содержащую табачный материал и твердый основный материал, такой как карбонат кальция.
Камера 213 может быть любого из типов, описанных выше в отношении примера, показанного на Фиг. 1. Твердый субстрат 214 располагается в корпусе 202 ниже по потоку от места, где аэрозоль или пар образуется из жидкости 210, и выше по потоку от открытого конца 203 корпуса 202 и мундштука 204. В этом конкретном примере твердый субстрат 214, по сути, находится в той же части или камере корпуса 202, что и фитиль 212. Аэрозоль или пар, образовавшийся из жидкости 210, выходит из фитиля 212 и проходит, как показано стрелками A, к твердому субстрату 214 под воздействием пользователя, затягивающегося через мундштук 204. В конкретных вариантах осуществления твердый субстрат 214 является пористым, так что аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 214, а затем через открытый конец 203 корпуса 202 и мундштук 204. Смачивающий агент в форме аэрозоля или пара контактирует с твердым основным материалом с образованием основного раствора. Основание увеличивает pH табака, высвобождая никотин, который затем легче увлекается проходящим паром/аэрозолем.
В некоторых вариантах осуществления твердый субстрат 214 и/или его камера 213 расположены таким образом, что между твердым субстратом 214/камерой 213 и внутренней частью корпуса 202 отсутствует воздушный зазор, так что весь аэрозоль или пар полностью проходит через твердый субстрат 214. Когда аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 214 и над ним, горячий аэрозоль или пар захватывает органические и другие соединения или компоненты из твердого субстрата 214, которые придают табаку его органолептические свойства, таким образом придавая аромат аэрозолю или пару по мере прохождения к мундштуку 204.
Контейнер 209 для жидкости 210 может сам быть устроен таким образом, чтобы поддерживать или нести на себе твердый субстрат 214. Например, контейнер 209 может иметь одно или несколько из зажимов, трубки и т.п. для приема и удержания твердого субстрата 214 в нужном положении. Такой двухфункциональный контейнер 209/камера или приемник 213 для хранения жидкости 210 и приема твердого субстрата 214, может иметь форму картриджа или чего-то подобного и может быть одноразовым изделием или может быть пригодным для повторного использования, при этом жидкость 210 и твердый субстрат 214 заменяются или пополняются пользователем по мере необходимости. В некоторых случаях может оказаться, что пользователю нужно только время от времени пополнять или заменять твердый субстрат 214, при этом жидкости 210 достаточном для нескольких применений. После того, как жидкость 210 израсходована, пользователь выбрасывает двухфункциональный контейнер 209/приемник 213 и использует новый. Точно так же пользователю нужно будет только время от времени доливать или заменять жидкость 210, при этом твердого субстрата 214 достаточно для нескольких применений. После того, как твердый субстрат 214 израсходован, пользователь выбрасывает двухфункциональный контейнер 209/приемник 213 и использует новый.
В примере устройства 201, показанном на Фиг. 2, второй нагреватель 215, например, печной нагреватель, находится в тепловом контакте с твердым субстратом 214 для предварительного нагрева твердого субстрата 214 и/или дополнительного нагрева твердого субстрата 214 во время использования устройства 201. Это способствует высвобождению компонентов из табачного материала, когда пар или аэрозоль проходят через твердый субстрат 214 во время использования. Количество нагретой жидкости 210, необходимое для достижения желаемого нагрева твердого субстрата 214, может быть уменьшено. Второй нагреватель 215 может быть электрорезистивным нагревателем, керамическим нагревателем и т.д., питаемым, например, от батареи 207. Второй нагреватель 215 может быть, например, проволокой, намотанной, например, в форме катушки, пластиной (которая может быть многослойной пластиной из двух или более разных материалов, один или несколько из которых могут быть электропроводящими, а один или несколько из них могут быть электрически непроводящими), сеткой (которая может быть, например, тканой или нетканой, и которая также может быть по аналогии многослойной), пленочным нагревателем и т.д. Второй нагреватель 215 может быть индукционным нагревателем, питаемым, например, от батареи 207. Твердый субстрат 214 может содержать материалы, чувствительные к индукционному нагреву. В качестве второго нагревателя 215 могут использоваться другие нагревательные устройства, включая неэлектрические нагревательные устройства.
В примере устройства 201, показанном на Фиг. 2, нагреватель 215 для нагрева твердого субстрата 214 находится снаружи твердого субстрата 214 и нагревает твердый субстрат 214 за счет передачи тепла снаружи твердого субстрата 214. Нагреватель 215 в этом примере обычно имеет цилиндрическую форму. Нагреватель 215 может быть, по сути, неотъемлемой частью устройства 201 и являться частью корпуса 202. В качестве альтернативы, нагреватель 215 может выполняться за одно целое с камерой 213, которая удерживает или содержит твердый субстрат 214. В этом альтернативном варианте, если камера 213 является одноразовой, нагреватель 215 будет заменен, когда пользователь загрузит в устройство 201 новую камеру 213 со свежим твердым субстратом.
Теперь обратимся к Фиг. 3, на которой показан другой пример устройства для выработки вдыхаемой среды. В нижеследующем описании и на Фиг. 3 компоненты и признаки, идентичные или похожие на соответствующие компоненты и признаки примера, описанного со ссылкой на Фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями, но увеличенными на 300. Для краткости, описание этих компонентов и признаков не будет здесь полностью повторяться. Следует понимать, что устройства, альтернативы и т.д., описанные выше в отношении примеров, показанных на Фиг. 1 и 2, также применимы к примеру, показанному на Фиг. 3. Опять же, в общих чертах, устройство 301, показанное на Фиг. 3, нагревает жидкость с образованием пара или аэрозоля, который проходит через твердый субстрат 314, чтобы получить вдыхаемую среду, содержащую один или несколько компонентов, происходящих из твердого субстрата 314.
Устройство 301 в этом примере опять же имеет в целом полый цилиндрический внешний корпус 302 с открытым концом 303 и трубчатый мундштук 304, который пользователь может удалять из корпуса 302. Уплотнительное кольцо или другое уплотнение 305 помогает герметизировать мундштук 304 в корпусе 302. Батарея 307 для питания различных компонентов устройства 301 и контроллер 308 обеспечены на другом конце 306 корпуса 302 или ближе к нему. Корпус 302 в этом примере опять же состоит из двух частей, причем первая часть 302а расположена в направлении открытого конца 303, а вторая часть 302b – в направлении другого конца 306.
Корпус 302 имеет контейнер 309 для хранения или содержания способного улетучиваться материала, который в данном случае представляет собой жидкость 310. Способный улетучиваться материал содержит смачивающий агент, такой как вода. Контейнер 309 может быть любого из типов, описанных выше в отношении примеров, показанных на Фиг. 1 и 2. Нагреватель 311 для нагревания жидкости 310 обычно располагается в центре корпуса 302. Нагреватель 311 может быть любого из типов, описанных выше. В этом примере нагреватель 311 питается от батареи 307 и поэтому электрически соединен с батареей 307. Кольцевой фитиль 312 окружает нагреватель 311 и находится в (тепловом) контакте с нагревателем 311. Наружная поверхность кольцевого фитиля 312 контактирует с жидкостью 310, содержащейся в контейнере 309 для жидкости. Жидкость 310 может нагреваться до такой степени, чтобы из капель жидкости образовывался аэрозоль, или чтобы образовывался пар. Образовавшийся таким образом аэрозоль или пар выходит из фитиля 312 и проходит к мундштуку 304, как показано стрелками А, под воздействием пользователя, затягивающегося через мундштук 304. Нагреватель 311 и фитиль 312 могут быть выполнены как единый, по существу, цельный элемент, так что нагревание и капиллярное всасывание надлежащим образом выполняются одним блоком.
Корпус 302 дополнительно содержит камеру 313, которая удерживает или содержит твердый субстрат 314 в устройстве 301. Субстрат 314 представляет собой гранулированную смесь, содержащую табачный материал и твердый основный материал, такой как карбонат кальция. Камера 313 может быть любого из типов, описанных выше в отношении примеров, показанных на Фиг. 1 и 2. (В примере, показанном на Фиг. 3, камера 313 имеет форму трубы, у которой торцевые стенки 316 имеют сквозные отверстия 317, через которые может проходить пар или аэрозоль, что упоминалось выше как возможный вариант осуществления). Твердый субстрат 314 располагается в корпусе 302 ниже по потоку от места, где аэрозоль или пар образуется из жидкости 310, и выше по потоку от открытого конца 303 корпуса 302 и мундштука 304. В этом конкретном примере, опять же, твердый субстрат 314, по сути, располагается в той же части или камере корпуса 302, что и фитиль 312. Аэрозоль или пар, образовавшийся из жидкости 310, выходит из фитиля 312 и проходит, как показано стрелками A, к твердому субстрату 314 под воздействием пользователя, затягивающегося через мундштук 304. В конкретных вариантах осуществления твердый субстрат 314 является пористым, так что аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 314, а затем через открытый конец 303 корпуса 302 и мундштук 304. Смачивающий агент в форме аэрозоля или пара контактирует с твердым основным материалом с образованием основного раствора. Основание увеличивает pH табака, высвобождая никотин, который затем легче увлекается проходящим паром/аэрозолем.
В некоторых вариантах осуществления твердый субстрат 314 и/или его камера 313 расположены таким образом, что между твердым субстратом 314/камерой 313 и внутренней частью корпуса 302 отсутствует воздушный зазор, так что весь аэрозоль или пар полностью проходит через твердый субстрат 314. Когда аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 314 и над ним, горячий аэрозоль или пар захватывает органические и другие соединения или компоненты из твердого субстрата 314, тем самым придавая табачный аромат аэрозолю или пару, которые проходят к мундштуку 304. Контейнер 309 для вмещения жидкости 310 может быть сам устроен таким образом, чтобы поддерживать или нести на себе твердый субстрат 314. Например, контейнер 309 может иметь один или несколько зажимов, трубку и т.п. для приема и удержания твердого субстрата 314 в нужном положении. Такой двухфункциональный контейнер 309/камера или приемник 313 для хранения жидкости 310 и приема твердого субстрата 314 может иметь форму картриджа или чего-то подобного и может быть одноразовым изделием или может быть пригодным для повторного использования, при этом жидкость 310 и твердый субстрат 314 заменяется или пополняется пользователем по мере необходимости. В некоторых случаях может оказаться, что пользователю нужно только время от времени пополнять или заменять твердый субстрат 314, при этом жидкости 310 достаточно для нескольких применений. После того, как жидкость 210 израсходована, пользователь выбрасывает двухфункциональный контейнер 209/приемник 213 и использует новый. Точно так же может иметь место ситуация, что пользователю нужно будет только время от времени доливать или заменять жидкость 210, при этом твердого субстрата 214 достаточно для нескольких применений. После того, как твердый субстрат 214 будет израсходован, пользователь выбрасывает двухфункциональный контейнер 209/приемник 213 и использует новый.
В примере устройства 301, показанном на Фиг. 3, второй нагреватель 318 опять же находится в тепловом контакте с твердым субстратом 314 для нагревания твердого субстрата 314, чтобы способствовать высвобождению компонентов из твердого субстрата 314, когда пар или аэрозоль проходят через твердый субстрат 314 в процессе использования. Второй нагреватель 318 может быть электрорезистивным нагревателем, керамическим нагревателем и т.д., питаемым, например, от батареи 307. В качестве второго нагревателя 318 могут использоваться другие нагревательные устройства, в том числе неэлектрические нагревательные устройства.
В примере устройства 301, показанном на Фиг. 3, нагреватель 318 для нагревания твердого субстрата 314 расположен внутри твердого субстрата 314 и нагревает твердый субстрат 314 за счет теплопроводности изнутри твердого субстрата 314. Нагреватель 318 в этом примере обычно имеет форму цилиндрического стержня, расположенного вдоль центральной продольной оси твердого субстрата 314. В других конфигурациях нагреватель 318 может быть проволокой в форме катушки, пластиной (которая может быть многослойной пластиной из двух или более различных материалов, один или несколько из которых могут быть электрически проводящими и один или несколько из которых могут быть электрически непроводящими), сеткой (которая может быть, например, тканой или нетканой, и которая также может быть по аналогии многослойной), пленочным нагревателем и т.д. Твердый субстрат 314 в этом случае обычно является трубчатым или же имеет внутреннее отверстие для приема нагревателя 318. Нагреватель 318, по сути, может быть неотъемлемой частью устройства 301 и обеспечиваться как часть корпуса 302. В этом случае, когда твердый субстрат 314 загружен в устройство 301 (например, когда камера 313, содержащая твердый субстрат 314, загружена в устройство 301), твердый субстрат 314 окружает второй нагреватель 318. В качестве альтернативы, нагреватель 318 может быть выполнен как одно целое с камерой 313, которая удерживает или содержит твердый субстрат 314. В этом альтернативном варианте, если камера 313 является одноразовой, нагреватель 318 будет заменен, когда пользователь загрузит в устройство 301 новую камеру 313 со свежим табаком.
В другом примере может быть обеспечено множество внутренних нагревателей 318, чтобы обеспечивать более эффективное нагревание твердого субстрата 314. В другом примере твердый субстрат 314 может нагреваться как одним или несколькими внешними нагревателями (например, вторым нагревателем 215 в примере, показанном на Фиг. 2), так и одним или несколькими внутренними нагревателями (например, вторым нагревателем 318 в примере, показанном на Фиг. 3).
Обращаясь теперь к Фиг. 4, на которой показан схематический вид в продольном разрезе примера картриджа 600, имеющего первый контейнер 601, содержащий первый способный улетучиваться материал, который в данном случае представляет собой жидкость 602, содержащую смачивающий агент, такой как вода, и приемник или контейнер 603 для твердого субстрата 604. Субстрат 604 представляет собой гранулированную смесь, содержащую табачный материал и твердый основный материал, такой как карбонат кальция. В этом примере первый контейнер 601 и контейнер 603 с твердым субстратом обеспечены в виде одного целостного компонента, либо изначально сформированного как единое целое, либо изначально сформированного в виде двух частей, которые затем соединены по существу необратимо. Картридж 600 устроен таким образом, что по мере улетучивания жидкости 602 с образованием аэрозоля из капель жидкости или достаточного нагрева для образования пара, по меньшей мере часть, а предпочтительно весь или по существу весь аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 604, чтобы (i) контактировать с твердым основным материалом и растворять его с образованием основного раствора, который увеличивает pH табака и высвобождает никотин, и (ii) захватывать аромат и никотин из табачного материала.
В примере, показанном на Фиг. 4, первый контейнер 601 обычно обеспечен по центру картриджа 600. Первый контейнер 601 в показанном примере имеет форму усеченного конуса, но может иметь другую форму, например, коническую, цилиндрическую и т.д. Первый контейнер 601 окружен внешней оболочкой 605, которая определяет кольцевой канал 606 вокруг внешней стороны длины первого контейнера 601 и продолжается от одного конца первого контейнера 601 до другого. Внешняя оболочка 605 продолжается за пределы первой торцевой стенки 607 первого контейнера 601, образуя камеру 608 за пределами первой торцевой стенки 607 первого контейнера 601. В показанном примере как камера 608, так и кольцевой канал 606 содержат твердый субстрат 604, и поэтому их можно рассматривать как совместно образующие контейнер 603 для твердого субстрата 604. В других примерах твердый субстрат 604 может быть обеспечен только в камере 608, которая, следовательно, определяет контейнер 603 для твердого субстрата 604, а кольцевой канал 606 пуст. Камера 608 закрыта торцевой стенкой 609, которая отстоит от торцевой стенки 607 первого контейнера 601. Торцевая стенка 609 может быть частью внешней оболочки 605 или может быть отдельной пластмассовой или резиновой крышкой или чем-то подобным. В других примерах кольцевой канал 606 содержит твердый субстрат 604, а в камере 608 материал отсутствует, и фактически камера 608 может быть исключена, и канал 606 по существу заканчивается у торцевой стенки 609. Канал 606 и/или камера 608 могут быть полностью заполнены твердым субстратом 604 или могут содержать только часть или пробку из твердого субстрата 604. Торцевая стенка 609 является пористой и/или имеет одно или несколько сквозных отверстий 610, позволяющих аэрозолю или пару выходить из картриджа 600 для вдыхания пользователем. Каждый из первого контейнера 601 и контейнера 603 для твердого субстрата может быть выполнен из жестких, водонепроницаемых и воздухонепроницаемых материалов, таких как металл, подходящие пластмассы и т.д.
Пример картриджа 600, показанный на Фиг. 4, снабжен нагревателем 611 и фитилем 612, находящимся в (тепловом) контакте с нагревателем 611. В этом примере нагреватель 611 и фитиль 612 представлены как единый блок, часто называемый "атомайзером". В этом случае, когда картридж 600 включает в себя атомайзер, такой картридж часто называют "картомайзером". Ориентация нагревателя 611 показана схематично, и, например, нагреватель 611 может быть змеевиком, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси картриджа 600, а не параллельна, как это показано на Фиг. 4.
Фитиль 612 находится в контакте с жидкостью 602. Это может быть достигнуто, например, за счет того, что фитиль 612 вставлен через сквозное отверстие (на чертеже не показано) во второй торцевой стенке 613 первого контейнера 601. В качестве альтернативы или дополнения, вторая торцевая стенка 613 может быть пористой (схематически показана на Фиг. 4 пунктирными линиями), что позволяет жидкости проходить через первый контейнер 601, а фитиль 612 может контактировать с пористой второй торцевой стенкой. 613. Вторая торцевая стенка 613 может быть выполнена, например, в форме пористого керамического диска. Пористая вторая торцевая стенка 613 этого типа помогает регулировать поток жидкости к фитилю 612. Фитиль 612 обычно является абсорбирующим и втягивает жидкость 602 из первого контейнера 601 за счет капиллярного действия. Фитиль 612 предпочтительно является нетканым и может быть выполнен, например, из хлопчатобумажного или шерстяного материала или тому подобного, или из синтетического материала, в том числе, например, полиэстера, нейлона, вискозы, полипропилена или тому подобного.
При использовании картридж 600 подключается пользователем к батарейной секции устройства (на чертеже не показана), чтобы обеспечить питание нагревателя 611. Когда нагреватель 611 атомайзера включен (что может быть сделано, например, пользователем, нажимающим кнопку общего устройства или детектором затяжки общего устройства, что известно само по себе), жидкость 602 втягивается из первого контейнера 601 фитилем 612, нагревается нагревателем 611 для улетучивания или испарения жидкости. Когда пользователь затягивается через мундштук всего устройства, пар или аэрозоль проходит в кольцевой канал 606 по внешней стороне емкости 601 с жидкостью и в камеру 608, как показано стрелками A. Пар или аэрозоль увлекает ароматизатор и никотин из табачного материала, содержащегося в твердом субстрате 604. Смачивающий агент в форме аэрозоля или пара контактирует с твердым основным материалом с образованием основного раствора. Основание увеличивает pH табака, высвобождая никотин, который затем легче увлекается проходящим паром/аэрозолем. Затем пар или аэрозоль могут выходить из картриджа 600 через торцевую стенку 609, как показано стрелкой B. При необходимости, внутри торцевой стенки 609 может быть обеспечен обратный клапан 614, так что пар или аэрозоль могут только выходить из картриджа 600 и не может иметь место обратный поток к нагревателю 611 или к электронике устройства в целом.
Обратимся теперь к Фиг. 5, на которой показан схематический вид в продольном разрезе другого примера картриджа 700, имеющего первый контейнер 701 с первым способным улетучиваться материалом, который в данном случае представляет собой жидкость 702, содержащую смачивающий агент, такой как вода, и контейнер 703, который определяет камеру 708 для вмещения твердого субстрата 704. Субстрат 704 представляет собой гранулированную смесь, содержащую табачный материал и твердый основный материал, такой как карбонат кальция. В нижеследующем описании и на Фиг. 5 компоненты и признаки, идентичные или похожие на соответствующие компоненты и признаки примера, описанного со ссылкой на Фиг. 4, обозначены теми же ссылочными позициями, но увеличенными на 100. Для краткости, описание этих компонентов и признаков здесь не будет полностью повторяться.
В этом примере первый контейнер 701 и контейнер 703 с твердым субстратом картриджа 700 обеспечены в виде отдельных компонентов, которые при использовании разъёмно соединены друг с другом. Первый контейнер 701 и контейнер 703 с твердым субстратом могут, например, защелкиваться или иным образом разъёмно соединяться друг с другом, или, например, контейнер 703 с табачной композицией может просто опираться на первый контейнер 701 или плотно прилегать к нему. Картридж 700 устроен таким образом, что по мере улетучивания жидкости 702 с образованием аэрозоля из капель жидкости или достаточного нагрева для образования пара, по меньшей мере часть, а предпочтительно весь или практически весь аэрозоль или пар проходит через твердый субстрат 704, чтобы (i) контактировать с твердым основным материалом и растворять его с образованием основного раствора, который увеличивает pH табака и высвобождает никотин, и (ii) захватывать аромат и никотин из табачного материала.
В этом примере первый контейнер 701 окружен внешней оболочкой 705, которая определяет кольцевой канал 706 вокруг внешней части длины первого контейнера 701 и которая продолжается от одного конца первого контейнера 701 до другого. Внешняя оболочка 705 выходит за пределы первой торцевой стенки 707 первого контейнера 601 и заканчивается торцевой стенкой 709. Торцевая стенка 709 может представлять собой отдельную пластиковую или резиновую крышку или что-то подобное. Торцевая стенка 709 является пористой и/или имеет одно или несколько сквозных отверстий 710, позволяющих аэрозолю или пару выходить из кольцевого канала 706. Внутри торцевой стенки 709 может быть обеспечен обратный клапан 714, так что пар или аэрозоль могут выходить из кольцевого канала 706 только с конца, удаленного от нагревателя 711 и фитиля 712, и не могут течь в обратном направлении к нагревателю 711 или электронике устройства в целом. Контейнер 703 с твердым субстратом при использовании располагается над торцевой стенкой 709, так что пар или аэрозоль, выходящий через торцевую стенку 709, проходит в контейнер 703 с твердым субстратом. Контейнер 703 с твердым субстратом имеет выпускное отверстие и/или пористую торцевую стенку 715, позволяющую аэрозолю или пару выходить из картриджа 700 для вдыхания пользователем.
При использовании, картридж 700 подключается пользователем к батарейной секции устройства (на чертеже не показана), чтобы обеспечивать питание нагревателя 711.
Когда нагреватель 711 атомайзера включен (что может быть инициировано, например, пользователем, нажимающим кнопку всего устройства или детектором затяжки всего устройства, что известно само по себе), жидкость 702 втягивается из первого контейнера 701 через торцевую стенку 713 фитилем 712, нагревается нагревателем 711 для улетучивания или испарения жидкости. Когда пользователь затягивается через мундштук всего устройства, пар или аэрозоль проходит в кольцевой канал 706 по внешней стороне первого контейнера 701 по направлению к торцевой стенке 709 внешней оболочки 705, как показано стрелками A. Затем пар или аэрозоль проходит через торцевую стенку 709 (через обратный клапан 714, если он имеется) в контейнер 703 с твердым субстратом, где он захватывает ароматизатор и никотин из табачного материала, содержащегося в твердом субстрате 704, содержащемся в контейнере 703. Смачивающий агент в форме аэрозоля или пара контактирует с твердым основным материалом с образованием основного раствора. Основание увеличивает pH табака, высвобождая никотин, который затем легче увлекается проходящим паром/аэрозолем. Затем пар или аэрозоль может выходить из картриджа 700 через торцевую стенку 715 контейнера 703 с твердым субстратом, как показано стрелкой B.
Примеры, показанные на Фиг. 4 и 5, в частности, подходят для использования с так называемыми модульными или "e-go" изделиями, в которых картомайзер крепится к батарейной секции (на чертеже не показана) обычно с помощью винтовой резьбы, байонетного соединения и т.п. Картомайзер в целом обычно выбрасывают после использования и используют новый запасной картомайзер. В качестве альтернативы, пользователь может повторно использовать картридж, доливая жидкость и/или по мере необходимости заменяя время от времени твердый материал.
Примеры, показанные на Фиг. 4 и 5, могут быть легко адаптированы для использования с другими типами электронных гибридных табачных устройств, которые известны сами по себе. Существуют, например, так называемые "похожие на электронную сигарету" или "похожие на сигарету" устройства, которые, как правило, имеют небольшие размеры и имеют форму и внешний вид, аналогичные обычной сигарете. В таких устройствах первый контейнер обычно содержит некий ватный материал, например, хлопок или тому подобное, для удержания жидкости. Картридж или картомайзер в таких известных устройствах обычно является одноразовым, но в примерах, использующих вариант осуществления настоящего изобретения, может иметься возможность пополнения жидкости и/или замены твердого субстрата. В качестве другого примера, существуют так называемые резервуарные устройства или персональные испарители, которые обычно имеют большие емкости для хранения относительно больших объемов жидкости, а также предусматривают расширенные функции, которые позволяют пользователям управлять рядом аспектов устройства.
В качестве альтернативы любой из описанных выше конструкций картомайзера, атомайзер (т.е. нагреватель и фитиль) жидкости может быть обеспечен отдельно от контейнеров для жидкости и табака. Атомайзер может, например, быть частью батарейной секции всего устройства, к которой картридж съемно крепится пользователем при использовании.
В любом из примеров, описанных выше со ссылкой на Фиг. 4 и 5, также может быть обеспечен нагреватель для твердого субстрата, чтобы "предварительно нагревать" его. Такой нагреватель может быть обеспечен как часть картриджа или как часть батарейной секции устройства, на которую картридж устанавливается при использовании.
Используемый здесь термин "аэрозолеобразующий агент" относится к соединению или смеси, которая способствует образованию аэрозоля. Аэрозолеобразующий агент может способствовать образованию аэрозоля, способствуя начальному испарению и/или конденсации газа для образования вдыхаемого твердого и/или жидкого аэрозоля.
В целом, любой подходящий аэрозолеобразующий агент или агенты могут быть включены в состав предлагаемого в настоящем изобретении изделия для выработки аэрозоля. Подходящие аэрозолеобразующие агенты включают в себя, но не ограничиваются ими: полиол, например, сорбит, глицерин, и гликоли, такие как пропиленгликоль или триэтиленгликоль; неполиол, такой как одноатомные спирты, углеводороды с высокой точкой кипения, кислоты, такие как молочная кислота, производные глицерина, сложные эфиры, такие как диацетин, триацетин, триэтиленгликольдиацетат, триэтилцитрат или миристаты, включая этилмиристат и изопропилмиристат, и сложные эфиры алифатических карбоновых кислот, такие как метилстеарат, диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.
В контексте настоящего описания термины "аромат" и "ароматизатор" относятся к материалам, которые, если позволяют местные правила, могут использоваться для придания желаемого вкуса или аромата продукту для взрослых потребителей. Они могут включать в себя экстракты (например, лакрицы, гортензии, листьев магнолии японской белокорой, ромашки, пажитника, гвоздики, ментола, японской мяты, аниса, корицы, марихуаны, грушанки, вишни, кофейного боба, персика, яблока, драмбьюи, бурбона, шотландского виски, мяты, мяты перечной, лаванды, кардамона, сельдерея, каскариллы, мускатного ореха, сандала, бергамота, герани, медовой эссенции, розового масла, ванили, лимонного масла, апельсинового масла, акации, тмина, коньяка, жасмина, иланг-иланга, шалфея, фенхеля, перца, имбири, аниса, кориандра, кофе или масла мяты любого вида из рода Mentha), усилители вкуса, блокаторы рецепторов горечи, активаторы или стимуляторы сенсорных рецепторов, сахар и/или заменители сахара (например, сукралоза, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламаты, лактоза, сахароза, глюкоза, фруктоза, сорбит или маннит) и другие добавки, такие как древесный уголь, хлорофилл, минералы, растительные вещества или освежающие дыхание агенты. Они могут быть имитацией, синтетическими или натуральными ингредиентами или их смесями. Они могут иметь любую подходящую форму, например, форму масла, жидкости или порошка.
Во избежание сомнений, там, где в данном описании для определения изобретения или его признаков, а также в описании вариантов осуществления используется термин "содержит", вместо него изобретение или признак могут определяться с использованием терминов "состоит по существу из" или "состоит из".
Вышеупомянутые варианты осуществления следует понимать как иллюстративные примеры изобретения. Предусмотрены и другие варианты осуществления изобретения. Следует понимать, что любой признак, описанный в отношении любого из вариантов осуществления, может использоваться отдельно или в комбинации с другими описанными признаками, а также может использоваться в сочетании с одним или несколькими признаками любого другого варианта осуществления или в любой комбинации с любым другим вариантом осуществления. Кроме того, эквиваленты и модификации, не описанные выше, также могут использоваться, не отклоняясь от объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.
Различные варианты осуществления, описанные в данном документе, представлены только для облегчения понимания и усвоения заявленных признаков. Эти варианты осуществления представлены только в качестве репрезентативного образца вариантов осуществления и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, признаки, особенности, конструкции и/или другие аспекты, описанные в данном документе, не следует рассматривать как ограничения объема изобретения, определенного формулой изобретения, или ограничения эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты осуществления, и могут быть сделаны изменения без отклонения от объема заявленного изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут соответственно содержать, состоять из или состоять по существу из соответствующих комбинаций раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, стадий, средств и т.д., отличающихся от тех, которые конкретно описаны в данном документе. Кроме того, настоящее раскрытие может включать другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.