СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, С ВЕНТИЛЯЦИОННЫМ ПОТОКОМ ВОЗДУХА
AEROSOL GENERATING SYSTEM WITH VENTILATION AIR FLOW

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж в сборе и выполненной с возможностью протекания вентиляционного воздушного потока в картридж в сборе. Особенно предпочтительные варианты осуществления изобретения относятся к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей источник никотина и источник кислоты, для генерирования на месте аэрозоля, содержащего частицы соли никотина.
Известны устройства для генерирования и доставки аэрозолей пользователю, в том числе устройства для доставки никотина пользователю. Известные системы доставки аэрозолей пользователю могут содержать одно или несколько впускных отверстий для введения вентиляционного воздуха в устройство. В этом контексте вентиляционный воздух представляет собой поток воздуха, который проходит через систему таким образом, что обходит секцию системы, генерирующей аэрозоль. Следовательно, вентиляционный воздух разбавляет основной поток воздуха, содержащий генерируемый аэрозоль, для обеспечения желаемой концентрации аэрозоля для пользователя.
Однако, как правило, известные устройства содержат впускные отверстия для вентиляционного воздуха без учета влияния вентиляционного воздуха на качество аэрозоля, доставляемого пользователю, и на то, как расположение впускных отверстий для вентиляционного воздуха может повлиять на производительность устройства. Было бы желательно создать систему, генерирующую аэрозоль, которая решает по меньшей мере эти проблемы известных устройств.
Согласно настоящему изобретению предлагается система, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж в сборе и устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж в сборе содержит наружный корпус картриджа в сборе, по меньшей мере частично ограничивающий мундштук, имеющий выпускное отверстие для воздуха мундштука. Картридж в сборе дополнительно содержит картридж, по меньшей мере частично расположенный внутри наружного корпуса картриджа в сборе и имеющий расположенный выше по потоку конец и расположенный ниже по потоку конец. Картридж содержит первое отделение, имеющее первое впускное отверстие для воздуха на расположенном выше по потоку конце картриджа и первое выпускное отверстие для воздуха на расположенном ниже по потоку конце картриджа, и второе отделение, имеющее второе впускное отверстие для воздуха на расположенном выше по потоку конце картриджа и второе выпускное отверстие для воздуха на расположенном ниже по потоку конце картриджа. Картридж в сборе также содержит смесительную камеру, проходящую между расположенным ниже по потоку концом картриджа и выпускным отверстием для воздуха мундштука, и впускное отверстие для вентиляционного воздуха. Впускное отверстие для вентиляционного воздуха проходит через наружный корпус картриджа в сборе и расположено ниже по потоку от картриджа, при этом впускное отверстие для вентиляционного воздуха обеспечивает сообщение по текучей среде между наружной частью системы, генерирующей аэрозоль, и смесительной камерой. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит внутренний корпус устройства, ограничивающий полость устройства для размещения расположенного выше по потоку конца картриджа, и электрический нагреватель для нагрева картриджа, когда расположенный выше по потоку конец картриджа находится внутри полости устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит блок питания, контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электропитания от блока питания на электрический нагреватель, и наружный корпус устройства. Когда расположенный выше по потоку конец картриджа расположен внутри полости устройства, по меньшей мере первая часть расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства примыкает по меньшей мере к первой части расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе таким образом, что наружный корпус картриджа в сборе и наружный корпус устройства образуют систему наружного корпуса.
В контексте данного документа термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к направлению потока воздуха через картридж в сборе или компоненты картриджа в сборе во время использования системы, генерирующей аэрозоль. То есть, как правило, воздух течет от расположенного выше по потоку конца к расположенному ниже по потоку концу.
Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат впускное отверстие для вентиляционного воздуха в картридже в сборе, причем впускное отверстие для вентиляционного воздуха расположено ниже по потоку от картриджа. Авторы настоящего изобретения установили, что эта конфигурация является особенно предпочтительной по сравнению с известными системами, генерирующими аэрозоль. В частности, расположение впускного отверстия для вентиляционного воздуха ниже по потоку от картриджа по сути исключает контакт между вентиляционным воздухом и картриджем, который нагревается во время использования. Преимущественно это снижает температуру вентиляционного воздуха по сравнению с известными системами, в которых вентиляционный воздух поступает в систему выше по потоку от картриджа или смежно с картриджем и протекает по наружной поверхности картриджа перед тем, как смешиваться далее с основным потоком воздуха ниже по потоку. Снижение температуры вентиляционного воздуха может снизить общую температуру аэрозоля, доставляемого пользователю, что может улучшить опыт пользователя. Снижение температуры вентиляционного воздуха может способствовать повышению температуры нагрева картриджа при сохранении общей температуры аэрозоля, доставляемого пользователю.
Преимущественно системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат картридж в сборе, имеющий наружный корпус, который образует часть наружного корпуса системы, что может облегчить захват картриджа в сборе пользователем. В этом состоит отличие от известных систем, в которых цилиндрическое изделие или картридж размещены почти полностью внутри полости устройства.
По меньшей мере первая часть расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства примыкает по меньшей мере к первой части расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе, когда расположенный выше по потоку конец картриджа находится внутри полости устройства. Преимущественно это может облегчить соединение картриджа в сборе с полостью устройства пользователем. Когда первая часть расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства примыкает к первой части расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе, пользователь знает, что расположенный выше по потоку конец картриджа полностью вставлен в полость устройства. Когда первая часть расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства примыкает к первой части расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе, предотвращается дальнейшая вставка расположенного выше по потоку конца картриджа в полость устройства.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что по меньшей мере часть внутреннего корпуса устройства размещается между картриджем и наружным корпусом картриджа в сборе, когда расположенный выше по потоку конец картриджа размещен в полости устройства.
Преимущественно это может способствовать правильному совмещению картриджа в сборе с устройством, генерирующим аэрозоль.
Преимущественно это может способствовать безопасному соединению картриджа в сборе с устройством, генерирующим аэрозоль. Например, система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что по меньшей мере часть внутреннего корпуса устройства размещается между картриджем и наружным корпусом картриджа в сборе посредством посадки с натягом.
Картридж в сборе может содержать держатель картриджа, причем по меньшей мере часть картриджа расположена внутри держателя картриджа, и при этом по меньшей мере часть держателя картриджа расположена внутри наружного корпуса картриджа в сборе.
Преимущественно держатель картриджа может уменьшить теплопередачу путем теплопроводности от картриджа к наружному корпусу картриджа в сборе во время использования системы, генерирующей аэрозоль. Это может дополнительно снизить или минимизировать температуру вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру через впускное отверстие для вентиляционного воздуха.
Держатель картриджа может иметь трубчатую форму. Предпочтительно по меньшей мере расположенный ниже по потоку конец картриджа расположен внутри держателя картриджа. Предпочтительно по меньшей мере расположенный ниже по потоку конец держателя картриджа расположен внутри мундштука. Предпочтительно трубчатый держатель картриджа содержит открытый расположенный выше по потоку конец, через который картридж вставляется в трубчатый держатель картриджа во время изготовления картриджа в сборе. Предпочтительно трубчатый держатель картриджа содержит открытый расположенный ниже по потоку конец для обеспечения сообщения по текучей среде первого и второго выпускных отверстий для воздуха картриджа и смесительной камеры.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что по меньшей мере часть внутреннего корпуса устройства размещается между держателем картриджа и наружным корпусом картриджа в сборе, когда расположенный выше по потоку конец картриджа размещен в полости устройства.
Преимущественно это может способствовать правильному совмещению картриджа в сборе с устройством, генерирующим аэрозоль.
Преимущественно это может способствовать безопасному соединению картриджа в сборе с устройством, генерирующим аэрозоль. Например, система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что по меньшей мере часть внутреннего корпуса устройства размещается между держателем картриджа и наружным корпусом картриджа в сборе посредством посадки с натягом.
Расположенный ниже по потоку конец держателя картриджа может быть расположен выше по потоку от впускного отверстия для вентиляционного воздуха. Преимущественно это может устранить необходимость в одном или нескольких отверстиях в держателе картриджа для обеспечения сообщения по текучей среде между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и смесительной камерой.
Часть держателя картриджа может перекрывать часть наружного корпуса картриджа в сборе, содержащего впускное отверстие для вентиляционного воздуха, причем держатель картриджа содержит отверстие для вентиляционного воздуха, расположенное под впускным отверстием для вентиляционного воздуха, для обеспечения сообщения по текучей среде между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и смесительной камерой. Преимущественно эта конфигурация может увеличивать или максимизировать перекрытие между держателем картриджа и наружным корпусом картриджа в сборе, что может способствовать скреплению вместе наружного корпуса картриджа в сборе и держателя картриджа.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит впускное отверстие для потока воздуха системы, проходящее через наружный корпус системы, при этом впускное отверстие для потока воздуха системы обеспечивает сообщение по текучей среде между наружной частью системы, генерирующей аэрозоль, и расположенным выше по потоку концом полости устройства, причем впускное отверстие для потока воздуха системы отделено от впускного отверстия для вентиляционного воздуха. Впускное отверстие для потока воздуха системы обеспечивает основной поток воздуха к первому и второму впускным отверстиям для воздуха картриджа.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что, когда первая часть расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства примыкает к первой части расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе, вторая часть расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства находится на расстоянии от второй части расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе с образованием впускного отверстия для потока воздуха системы между второй частью расположенной ниже по потоку кромки наружного корпуса устройства и второй частью расположенной выше по потоку кромки наружного корпуса картриджа в сборе.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать впускное отверстие для воздуха устройства, проходящее через внутренний корпус устройства, при этом впускное отверстие для воздуха устройства обеспечивает сообщение по текучей среде между впускным отверстием для потока воздуха системы и расположенным выше по потоку концом полости устройства.
Предпочтительно расположенная выше по потоку часть наружного корпуса картриджа была расположена на расстоянии от внутреннего корпуса устройства с образованием первого канала для потока воздуха, проходящего между впускным отверстием для потока воздуха системы и впускным отверстием для воздуха устройства.
Часть внутреннего корпуса устройства может быть расположена на расстоянии от поверхности картриджа с образованием второго канала для потока воздуха, проходящего между впускным отверстием для воздуха устройства и расположенным выше по потоку концом полости устройства.
Предпочтительно входное отверстие для воздуха устройства расположено смежно с картриджем таким образом, что по меньшей мере часть второго канала для потока воздуха проходит параллельно картриджу. Преимущественно эта конфигурация может облегчать предварительный нагрев воздуха, поступающего в картридж, путем пропускания потока воздуха через поверхность нагретого картриджа при перемещении потока воздуха по второму каналу для потока воздуха.
Впускное отверстие для потока воздуха системы может проходить через наружный корпус устройства. Преимущественно это конструктивное исполнение может упростить конструкцию системы, генерирующей аэрозоль, за счет упрощения протекания воздуха в картридж. Предпочтительно расположенный выше по потоку конец впускного отверстия для потока воздуха системы находится в непосредственном сообщении по текучей среде с наружной частью системы, генерирующей аэрозоль, и расположенный ниже по потоку конец впускного отверстия для потока воздуха системы находится в непосредственном сообщении по текучей среде с расположенным выше по потоку концом полости устройства.
Картридж в сборе может содержать одно впускное отверстие для вентиляционного воздуха. Картридж в сборе может содержать несколько впускных отверстий для вентиляционного воздуха. Специалист может выбрать количество впускных отверстий для вентиляционного воздуха, чтобы обеспечить желаемый поток вентиляционного воздуха в смесительную камеру во время использования системы, генерирующей аэрозоль.
Предпочтительно первое отделение содержит первый субстрат, образующий аэрозоль, и второе отделение содержит второй субстрат, образующий аэрозоль.
Предпочтительно первое отделение содержит источник никотина, и второе отделение содержит источник кислоты. Как описано в данном документе конфигурация систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению может способствовать снижению температуры вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру. Авторы настоящего изобретения установили, что это дает особые преимущества в вариантах осуществления, в которых картридж содержит источник никотина и источник кислоты, причем пары никотина и кислоты смешиваются в смесительной камере с образованием частиц соли никотина для доставки пользователю. В частности, авторы настоящего изобретения установили, что снижение температуры вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру, уменьшает средний размер частиц соли никотина, образующихся в смесительной камере, что преимущественно снижает резкость аэрозоля, ощущаемую пользователем. В частности, смешивание вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру при температуре ниже 50 градусов Цельсия, с парами никотина и кислоты, поступающими в смесительную камеру при температуре приблизительно 80 градусов Цельсия, приводит к значительному уменьшению частиц соли никотина, имеющих диаметр более 2 микрометров, что дает снижение ощущаемой резкости.
Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 50 миллиграмм. Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 40 миллиграмм. Предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм. Более предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 6 миллиграмм до приблизительно 20 миллиграмм никотина. Наиболее предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 18 миллиграмм.
Первый несущий материал может быть пропитан жидким никотином или раствором никотина в водном или неводном растворителе.
Первый несущий материал может быть пропитан натуральным никотином или синтетическим никотином.
Источник кислоты может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту.
Предпочтительно источник кислоты содержит органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа–кетокислоту, или 2–оксокислоту, или молочную кислоту.
Преимущественно источник кислоты содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3–метил–2–оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2–оксопентановой кислоты, 4–метил–2–оксопентановой кислоты, 3–метил–2–оксобутановой кислоты, 2–оксооктановой кислоты, молочной кислоты и их комбинаций. Преимущественно источник кислоты содержит пировиноградную кислоту или молочную кислоту. Более преимущественно источник кислоты содержит молочную кислоту.
Преимущественно источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный кислотой.
Первый несущий материал и второй несущий материал могут быть одинаковыми или разными.
Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют плотность от приблизительно 0,1 грамм/кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамм/кубический сантиметр.
Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют пористость от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.

Первый несущий материал и второй несущий материал могут содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлозу, керамику, нержавеющую сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX.
Первый несущий материал выступает в качестве резервуара для никотина.
Преимущественно первый несущий материал химически инертен по отношению к никотину.
Первый несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, первый несущий материал может иметь форму листа или штранга.
Преимущественно форма и размер первого несущего материала аналогичны форме и размеру первого отделения картриджа.
Форма, размер, плотность и пористость первого несущего материала могут быть выбраны такими, что позволяют пропитывать первый несущий материал необходимым количеством никотина.
Преимущественно первое отделение картриджа может дополнительно содержать ароматизатор. Подходящие ароматизаторы включают, помимо прочего, ментол.
Преимущественно первый несущий материал может быть пропитан ароматизатором в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 12 миллиграмм.
Второй несущий материал выступает в качестве резервуара для кислоты.
Преимущественно второй несущий материал химически инертен по отношению к кислоте.
Второй несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, второй несущий материал может иметь форму листа или штранга.
Преимущественно форма и размер второго несущего материала аналогичны форме и размеру второго отделения картриджа.
Форма, размер, плотность и пористость второго несущего материала могут быть выбраны такими, что позволяют пропитывать второй несущий материал необходимым количеством кислоты.
Преимущественно источником кислоты является источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 2 миллиграмм до приблизительно 60 миллиграмм.
Предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 5 миллиграмм до приблизительно 50 миллиграмм. Более предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 40 миллиграмм. Наиболее предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 10 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм.
Форма и размеры первого отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества никотина в картридже.
Форма и размеры второго отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества кислоты в картридже.
Соотношение никотина и кислоты, необходимое для достижения соответствующей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать путем изменения объема первого отделения по отношению к объему второго отделения.
Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа и второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа могут содержать одно или несколько отверстий. Например, первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа и второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа могут содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.
Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа и второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа могут содержать одинаковое или разное количество отверстий.
Преимущественно первое впускное отверстие для воздуха и второе впускное отверстие для воздуха содержат несколько отверстий. Например, первое впускное отверстие для воздуха и второе впускное отверстие для воздуха могут содержать два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.
Обеспечение первого впускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, и второго впускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, может преимущественно привести к более однородному потоку воздуха в первом отделении и втором отделении соответственно. При применении это может способствовать захвату никотина в воздушный поток, втягиваемый через первое отделение, и способствовать захвату кислоты в воздушный поток, втягиваемый через второе отделение.
Отношение никотина к кислоте, необходимое для достижения подходящей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать, изменяя объемный расход воздуха через первое отделение относительно объемного расхода воздуха через второе отделение. Отношение объемного расхода воздуха через первое отделение относительно объемного расхода воздуха через второе отделение можно контролировать, изменяя одно или несколько из следующего: количество, размеры и местоположение отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения, относительно количества, размеров и местоположения отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения.
В вариантах осуществления, где источник кислоты содержит молочную кислоту, предпочтительно поперечное сечение потока второго впускного отверстия для воздуха второго отделения больше, чем поперечное сечение потока первого впускного отверстия для воздуха первого отделения.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «поперечное сечение потока» используется для описания площади поперечного сечения впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха, через которые воздух проходит во время использования. В вариантах осуществления, в которых впускное отверстие для воздуха или выпускное отверстие для воздуха содержит несколько отверстий, площадь поперечного сечения потока впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха представляет собой суммарную площадь поперечного сечения потока впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха и равняется сумме площадей поперечных сечений потока каждого из нескольких отверстий, образующих впускное отверстие для воздуха или выпускное отверстие для воздуха. В вариантах осуществления, в которых площадь поперечного сечения впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха меняется в направлении потока воздуха, площадь поперечного сечения потока впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха представляет собой минимальную площадь поперечного сечения в направлении потока воздуха.
Каждое из первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или несколько отверстий. Например, первое выпускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха могут содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.
Первое выпускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха могут содержать одинаковое или разное число отверстий.
Предпочтительно первое выпускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха могут содержать несколько отверстий. Например, первое выпускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха могут содержать два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий. Обеспечение первого выпускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, и второго выпускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, может преимущественно привести к более однородному потоку воздуха в первом отделении и втором отделении соответственно. При применении это может способствовать захвату никотина в воздушный поток, втягиваемый через первое отделение, и способствовать захвату кислоты в воздушный поток, втягиваемый через второе отделение.
В вариантах осуществления, в которых первое выпускное отверстие для воздуха содержит несколько отверстий, предпочтительно первое выпускное отверстие для воздуха содержит от 2 до 5 отверстий.
В вариантах осуществления, в которых второе выпускное отверстие для воздуха содержит несколько отверстий, предпочтительно второе выпускное отверстие для воздуха содержит от 3 до 7 отверстий.
Предпочтительно первое выпускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха могут содержать одно отверстие, что может преимущественно упростить изготовление картриджа.
Отношение никотина к кислоте, необходимое для достижения подходящей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать, изменяя объемный расход воздуха через первое отделение относительно объемного расхода воздуха через второе отделение. Отношение объемного расхода воздуха через первое отделение к объемному расходу воздуха через второе отделение можно регулировать, изменяя одно или несколько из следующего: число, размеры и местоположение отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха, относительно количества, размеров и местоположения отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха.
Площадь поперченного сечения потока первого выпускного отверстия для воздуха может быть такой же или отличаться от площади поперечного сечения потока второго выпускного отверстия для воздуха.
Площадь поперченного сечения потока второго выпускного отверстия для воздуха может быть больше, чем площадь поперченного сечения потока первого выпускного отверстия для воздуха.
Увеличение площади поперечного сечения потока второго выпускного отверстия для воздуха относительно площади поперечного сечения потока первого выпускного отверстия для воздуха может предпочтительно увеличить объемный расход воздуха через второе выпускное отверстие для воздуха по сравнению с объемным расходом воздуха через первое выпускное отверстие для воздуха.
Картридж в сборе может содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, размещенных в мундштуке. Например, мундштук может содержать один или несколько сорбентов, один или несколько ароматизаторов, один или несколько химически воспринимаемых агентов или их комбинацию.
Картридж, наружный корпус картриджа в сборе и держатель картриджа, если таковой имеется, могут быть выполнены из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, помимо прочего, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен–пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовым волокном или стекловолокном.
Картридж, наружный корпус картриджа в сборе и держатель картриджа, если таковой имеется, могут быть выполнены из одинаковых или разных материалов.
Картридж может быть образован из одного или нескольких материалов, которые являются стойкими к никотину и кислоте.
Первое отделение может быть покрыто одним или несколькими стойкими к никотину материалами, и второе отделение может быть покрыто одним или несколькими стойкими к кислоте материалами.
Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к кислоте, включают, помимо прочего, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен–пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.
Использование одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину, может преимущественно увеличивать срок хранения картриджа в сборе.
Использование одного или более материалов, которые являются стойкими к кислоте, может преимущественно увеличивать срок хранения картриджа в сборе.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что во время использования электрический нагреватель нагревает первое отделение и второе отделение до температуры приблизительно от 60 градусов Цельсия до приблизительно 100 градусов Цельсия, более предпочтительно приблизительно от 70 градусов Цельсия до приблизительно 90 градусов Цельсия, наиболее предпочтительно приблизительно 80 градусов Цельсия.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что во время использования вентиляционный воздух поступает в смесительную камеру через впускное отверстие для вентиляционного воздуха при температуре менее приблизительно 50 градусов Цельсия. Предпочтительно вентиляционный воздух поступает в смесительную камеру через впускное отверстие для вентиляционного воздуха при температуре окружающей среды.
Электрический нагреватель может содержать резистивный нагреватель. Резистивный нагреватель может проходить в полость устройства от расположенного выше по потоку конца полости устройства. Предпочтительно картридж содержит третье отделение, расположенное между первым отделением и вторым отделением, причем третье отделение выполнено с возможностью размещения резистивного нагревателя, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен внутри полости устройства. Во время использования контроллер управляет подачей электропитания от блока питания к резистивному нагревателю для нагрева первого отделения и второго отделения.
Электрический нагреватель может содержать индукционный нагревательный элемент. Предпочтительно картридж содержит третье отделение, расположенное между первым отделением и вторым отделением, причем картридж содержит материал токоприемника, расположенный внутри третьего отделения. Во время использования контроллер управляет подачей электропитания от блока питания к индукционному нагревательному элементу для индукционного нагрева материала токоприемника, который затем нагревает первое отделение и второе отделение.
Индукционный нагревательный элемент может содержать по меньшей мере одну индукционную катушку, проходящую вокруг по меньшей мере части полости устройства. Индукционная катушка может проходить полностью вокруг полости устройства. Индукционная катушка может быть намотана вокруг полости устройства в виде множества витков.
Индукционный нагревательный элемент может содержать по меньшей мере одну планарную индукционную катушку. Предпочтительно каждая планарная индукционная катушка включает плоскую спиральную индукционную катушку.
В контексте настоящего документа «плоская спиральная индукционная катушка» означает катушку, которая является в целом планарной, при этом ось наматывания катушки перпендикулярна поверхности, в которой лежит катушка. В некоторых вариантах осуществления плоская спиральная катушка может быть планарной в том смысле, что она лежит в плоской евклидовой плоскости. Однако термин «плоская спиральная индукционная катушка» в контексте настоящего документа охватывает катушки, которые имеют такую форму, чтобы соответствовать изогнутой плоскости или другой трехмерной поверхности. Например, плоская спиральная катушка может иметь такую форму, чтобы соответствовать цилиндрическому корпусу или полости устройства. В этом случае можно говорить, что плоская спиральная катушка будет планарной, но соответствовать цилиндрической плоскости, причем ось наматывания катушки будет перпендикулярна цилиндрической плоскости в центре катушки. Если плоская спиральная катушка соответствует цилиндрической плоскости или плоскости, отличной от евклидовой плоскости, предпочтительно плоская спиральная катушка лежит в плоскости, имеющей радиус кривизны в области плоской спиральной катушки больше, чем диаметр плоской спиральной катушки.
В вариантах осуществления, в которых картридж содержит третье отделение, предпочтительно третье отделение имеет открытый расположенный выше по потоку конец и закрытый расположенный ниже по потоку конец.
Блок питания может представлять собой батарею, такую как перезаряжаемая литий–ионная батарея. Альтернативно блок питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или нескольких применений устройства. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан вид в перспективе системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе картриджа в сборе системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 1, с картриджем в сборе, соединенным с устройством, генерирующим аэрозоль; и
на фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показана система 10, генерирующая аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Система 10, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 12, генерирующее аэрозоль, и картридж в сборе 14. Устройство 12, генерирующее аэрозоль, содержит наружный корпус 16 устройства и внутренний корпус 18 устройства. Несколько впускных отверстий 22 для воздуха устройства проходят через внутренний корпус 18 устройства.
На фиг. 2 показан схематический вид в поперечном разрезе картриджа в сборе 14. Картридж в сборе 14 содержит наружный корпус 24 картриджа в сборе, ограничивающий мундштук 26 на своем расположенном ниже по потоку конце, при этом мундштук 26 содержит выпускное отверстие 28 для воздуха мундштука. Наружный корпус 24 картриджа в сборе также ограничивает несколько впускных отверстий 30 для вентиляционного воздуха.
Картридж в сборе 14 дополнительно содержит держатель 32 картриджа и картридж 34. Держатель 32 картриджа имеет трубчатую форму и содержит расположенную ниже по потоку часть, которая размещается внутри наружного корпуса 24 картриджа в сборе путем посадки с натягом, чтобы прикрепить держатель 32 картриджа к наружному корпусу 24 картриджа в сборе. Остальная часть держателя 32 картриджа расположена на расстоянии от наружного корпуса 24 картриджа в сборе с образованием полости 36 картриджа в сборе для размещения внутреннего корпуса 18 устройства.
Картридж 34 ограничивает первое отделение 38, содержащее первый субстрат 40, образующий аэрозоль, и второе отделение 42, содержащее второй субстрат 44, образующий аэрозоль. Первый субстрат 40, образующий аэрозоль, содержит источник никотина, а второй субстрат 44, образующий аэрозоль, содержит источник кислоты. Первое отделение 38 содержит первое впускное отверстие 46 для воздуха и первое выпускное отверстие 48 для воздуха. Второе отделение 42 содержит второе впускное отверстие 50 для воздуха и второе выпускное отверстие 52 для воздуха.
Картридж 34 также ограничивает третье отделение 54, размещенное между первым и вторым отделениями 38, 42. Расположенный ниже по потоку конец 56 картриджа 34 размещен внутри держателя 32 картриджа путем посадки c натягом. Расположенный ниже по потоку конец 56 картриджа 34 расположен на расстоянии от впускного отверстия 28 для воздуха мундштука, ограничивая смесительную камеру 58. Впускные отверстия 30 для вентиляционного воздуха обеспечивают сообщение по текучей среде между наружной частью картриджа в сборе 14 и смесительной камерой 58.
На фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе системы 10, генерирующей аэрозоль, с картриджем в сборе 14, соединенным с устройством 12, генерирующим аэрозоль. Когда картридж в сборе 14 соединен с устройством 12, генерирующим аэрозоль, расположенный выше по потоку конец картриджа 34 размещен внутри полости 60 устройства, образованной внутренним корпусом 18 внутреннего корпуса устройства, и внутренний корпус 18 устройства размещен внутри полости 36 картриджа в сборе.
Устройство 12, генерирующее аэрозоль, также содержит электрический нагреватель 62, блок 64 питания и контроллер 66 для управления подачей электропитания от блока 64 питания на электрический нагреватель 62. Электрический нагреватель 62 представляет собой резистивный нагреватель, проходящий в полость 60 устройства на расположенном выше по потоку конце полости 60 устройства. Блок 64 питания представляет собой перезаряжаемую батарею. Когда расположенный выше по потоку конец картриджа 34 размещен в полости 60 устройства, электрический нагреватель 62 размещается в третьем отделении 54.
Когда картридж в сборе 14 соединен с устройством 12, генерирующим аэрозоль, между расположенным ниже по потоку концом наружного корпуса 16 устройства и расположенным выше по потоку концом наружного корпуса 24 картриджа в сборе образуется несколько впускных отверстий 68 системы. Впускные отверстия 68 для воздуха системы позволяют основному воздуху поступать в систему 10, генерирующую аэрозоль. Несколько первых каналов 70 обеспечивают сообщение по текучей среде между каждым впускным отверстием 68 для воздуха системы и соответствующим впускным отверстием 22 для воздуха устройства. Несколько вторых каналов 72 обеспечивают сообщение по текучей среде между каждым впускным отверстием 22 для воздуха устройства и расположенным выше по потоку концом полости 60 устройства. Преимущественно основной воздух, протекающий через вторые каналы 72, предварительно нагревается по мере того, как он протекает по наружной поверхности картриджа 12, который нагревается электрическим нагревателем 62.
Когда картридж в сборе 14 соединен с устройством 12, генерирующим аэрозоль, наружный корпус 16 устройства и наружный корпус 24 картриджа в сборе вместе образуют наружный корпус 74 системы.
Во время использования системы 10, генерирующей аэрозоль, контроллер 66 управляет подачей электропитания от блока 64 питания на электрический нагреватель 62 для подачи электрической энергии на электрический нагреватель 62. Электрический нагреватель 62 нагревает первый и второй субстраты 40, 44, образующие аэрозоль.
Когда пользователь затягивается через мундштук 26, основной воздух втягивается в расположенный выше по потоку конец полости 60 устройства через впускные отверстия 68 системы и впускные отверстия 22 устройства. Основной воздух поступает в первое и второе отделения 38, 42 через первое и второе впускные отверстия 46, 50 для воздуха. По мере прохождения основного воздуха через первое и второе отделения 38, 42, пары никотина и пары кислоты из первого и второго субстратов 40, 44, образующих аэрозоль, захватываются в основной воздух. Основной воздух, содержащий пары никотина и пары кислоты, поступает в смесительную камеру 58 на расположенном ниже по потоку конце картриджа 34, где пары никотина и пары кислоты реагируют с образованием частиц соли никотина.
Когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 26, вентиляционный воздух также поступает в систему 10, генерирующую аэрозоль. В частности, вентиляционный воздух поступает в смесительную камеру 58 через впускные отверстия 30 для вентиляционного воздуха. Держатель 32 картриджа изолирует наружный корпус 24 картриджа от нагретого картриджа 34 таким образом, что вентиляционный воздух, поступающий в смесительную камеру 58, имеет значительно более низкую температуру, чем пары никотина и кислоты, поступающие в смесительную камеру 58 из картриджа 34.
В смесительной камере 58 вентиляционный воздух смешивается с частицами соли никотина, образованными из паров никотина и паров кислоты, с образованием аэрозоля для доставки пользователю. Аэрозоль выходит из смесительной камеры 58 через выпускное отверстие 28 для воздуха мундштука.
На фиг. 4 показан схематический вид в поперечном разрезе системы 100, генерирующей аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100, генерирующая аэрозоль, подобна устройству 10, генерирующему аэрозоль, показанному на фиг. 1–3, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.
Система 100, генерирующая аэрозоль, отличается от системы 10, генерирующей аэрозоль, конфигурацией впускных отверстий 168 для воздуха системы. В частности, в системе 100, генерирующей аэрозоль, впускные отверстия 168 для воздуха системы проходят через наружный корпус 16 устройства и обеспечивают непосредственное сообщение по текучей среде между наружной частью системы 100, генерирующей аэрозоль, и расположенным выше по потоку концом полости 60 устройства. Следовательно, эта конфигурация исключает необходимость впускных отверстий 22 для воздуха устройства и первого и второго каналов 70, 72, предусмотренных в системе 10, генерирующей аэрозоль. Преимущественно эта конфигурация может упростить конструкцию системы 100, генерирующей аэрозоль. Формы картриджа 134, держателя 132 картриджа и наружного корпуса 124 картриджа в сборе приспособлены для исключения впускных отверстий 22 для воздуха устройства и первого и второго каналов 70, 72.
Работа системы 100, генерирующей аэрозоль, по существу подобна работе системы 10, генерирующей аэрозоль, как описано в настоящем документе.