СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩАЯ НАГРЕВАЕМОЕ ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ
AEROSOL-GENERATING SYSTEM COMPRISING A HEATED ARTICLE WHICH GENERATES AN AEROSOL

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, и электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль. Нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и средство для удержания жидкости. Настоящее изобретение также относится к расходуемому нагреваемому изделию, генерирующему аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль.
В последние годы наблюдается развитие двух основных категорий нагреваемых систем, генерирующих аэрозоль, которые вырабатывают вдыхаемый аэрозоль за счет нагревания, а не сгорания субстрата, образующего аэрозоль. Одна из систем, которая может быть описана как система электронной сигареты, как правило, содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся внутри картриджа распылительного блока. При работе жидкость передается из картриджа по фитилю и испаряется посредством нагревательной катушки. Вторая система, которая может быть описана как система с нагреваемым табаком, предусматривает нагревание твердого субстрата, содержащего модифицированный табак, для получения вдыхаемого аэрозоля.
У обеих основных категорий нагреваемых систем, генерирующих аэрозоль, есть свои преимущества и недостатки. Один из недостатков системы электронной сигареты заключается в том, что непосредственное нагревание жидкого субстрата нагревательной катушкой обуславливает риск перегревания жидкости, особенно когда картридж практически опустошен. Еще одна проблема, связанная с обычной системой электронной сигареты, заключается в том, что устройство может использоваться несколькими пользователями и входит в контакт со множеством внешних загрязнителей. Это потенциально может привести к проблемам с гигиеной.
Система с нагреваемым табаком, в которой используется расходуемое изделие, содержащее твердый субстрат, образующий аэрозоль, может вырабатывать ощутимо более приемлемый аэрозоль и не имеет тех же проблем с гигиеной, которые связаны с электронными сигаретами. Однако пользователь может желать большего разнообразия ароматов, которые возможны при применении нагреваемой системы электронной сигареты на основе жидкости.
Один тип системы, генерирующей аэрозоль, представляет собой электрически управляемую систему, генерирующую аэрозоль. Известные удерживаемые в руке электрически управляемые системы, генерирующие аэрозоль, обычно содержат устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее батарею, электронную схему управления и электрический нагреватель для нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, выполненного специально для использования с устройством, генерирующим аэрозоль. В некоторых примерах изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль, такой как табачный стержень или табачный штранг, и нагреватель, заключенный внутри устройства, генерирующего аэрозоль, вставлен внутрь субстрата, образующего аэрозоль, или вокруг него, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено внутрь устройства, генерирующего аэрозоль.
В существующих системах может быть затруднительным равномерное нагревание субстрата, образующего аэрозоль, посредством электрического нагревателя. Это может привести к тому, что некоторые области субстрата, образующего аэрозоль, перегреваются, а также может привести к тому, что некоторые области субстрата, образующего аэрозоль, недостаточно нагреваются. Оба эти состояния могут затруднить поддержание однородных характеристик аэрозоля. Это может представлять собой особую проблему для изделий, генерирующих аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, поскольку расходование субстрата, образующего аэрозоль, может привести к перегреванию одной или нескольких частей изделия, генерирующего аэрозоль.
Было бы желательно предоставить средства для устранения вышеописанных проблем.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается электрически управляемая система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, и электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль, и имеет конец, подносимый ко рту, и дальний конец, расположенный выше по потоку от конца, подносимого ко рту. Электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус, имеющий полость, выполненную с возможностью размещения в ней дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит электрический нагревательный элемент и устройство для рассеивания тепла, содержащее негорючую пористую основную часть для поглощения тепла от электрического нагревательного элемента, вследствие чего при использовании воздух, втягиваемый через изделие, генерирующее аэрозоль, от дальнего конца к концу, подносимому ко рту, нагревается посредством тепла, поглощенного пористой основной частью.
В контексте данного документа термин «нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, генерирующий аэрозоль, который при его нагреве высвобождает летучие соединения, способные образовывать аэрозоль. Термин «нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который должен нагреваться, а не сгорать, чтобы высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоль, образующийся в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль, может содержать меньше известных вредных составляющих, чем образовалось бы в результате сгорания или пиролитической деградации субстрата, образующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, предпочтительно соединено с возможностью отсоединения с устройством, генерирующим аэрозоль. Изделие может быть одноразовым или многоразовым.
В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое контактирует или взаимодействует с нагреваемым изделием, генерирующим аэрозоль, с образованием вдыхаемого аэрозоля. Устройство взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой устройство, содержащее один или несколько компонентов, используемых для подачи энергии от источника питания, например, электрического источника питания, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательное средство, которое за счет подачи электропитания нагревает субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Нагревательное средство может представлять собой нагреватель для нагревания воздуха, подаваемого к субстрату, образующему аэрозоль. Нагревательное средство может представлять собой индукционную катушку для нагревания токоприемника, например, для нагревания воздуха, подаваемого к субстрату, образующему аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть описано как нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, которое представляет собой устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательный элемент. Нагревательный элемент или нагреватель используется для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, или субстрата, выделяющего растворитель, чистящего расходного материала с образованием чистящего растворителя. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, которое представляет собой устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательный элемент, который за счет подачи электропитания нагревает субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля.
Электрический нагревательный элемент может образовывать часть изделия, генерирующего аэрозоль, часть устройства для рассеивания тепла, часть устройства, генерирующего аэрозоль, или любую их комбинацию. В предпочтительных вариантах осуществления электрический нагревательный элемент образует часть устройства.
В некоторых вариантах осуществления устройство для рассеивания тепла может образовывать часть изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль. В предпочтительных вариантах осуществления устройство для рассеивания тепла соединено с возможностью отсоединения с устройством, генерирующим аэрозоль. В таких вариантах осуществления устройство для рассеивания тепла может образовывать часть изделия, генерирующего аэрозоль, или может представлять собой отдельный компонент, который не образует часть изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство для рассеивания тепла может быть соединено с возможностью отсоединения с изделием, генерирующим аэрозоль, и устройством, генерирующим аэрозоль. Устройство может быть выполнено с возможностью соединения с устройством для рассеивания тепла с возможностью отсоединения. Полость устройства может быть выполнена с возможностью размещения устройства для рассеивания тепла с возможностью извлечения. Электрический нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью теплового контакта с устройством для рассеивания тепла, когда устройство для рассеивания тепла соединено с возможностью отсоединения c устройством, генерирующим аэрозоль. Электрический нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью теплового контакта с устройством для рассеивания тепла, когда устройство для рассеивания тепла размещено в полости устройства, генерирующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «соединен с возможностью отсоединения» означает, что два или более компонентов системы, такие как устройство для рассеивания тепла и устройство, или изделие и устройство могут быть соединены и отсоединены друг от друга без существенного повреждения какого-либо компонента. Например, изделие может быть извлечено из устройства, когда субстрат, образующий аэрозоль, израсходован. Устройство для рассеивания тепла может быть одноразовым. Устройство для рассеивания тепла может быть многоразовым.
Устройство для рассеивания тепла может представлять собой съемный компонент системы, генерирующей аэрозоль. Например, устройство для рассеивания тепла может быть представлено в виде компонента, соединяемого с возможностью отсоединения, который входит в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, для изменения способа, согласно которому устройство, генерирующее аэрозоль, нагревает изделия, генерирующие аэрозоль. В качестве примера устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать вставной нагревательный элемент для вставки в твердый субстрат, образующий аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент контактирует с твердым субстратом, образующим аэрозоль, и нагревает его для генерирования аэрозоля. Устройство для рассеивания тепла может быть выполнено с возможностью вхождения в контакт со вставным нагревательным элементом. Затем устройство для рассеивания тепла может быть нагрето нагревательным элементом и нагревать воздух, который проходит через нагревательный элемент. Нагретый воздух затем может обеспечивать испарение субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, расположенного ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла. Таким образом, способ, согласно которому устройство, генерирующее аэрозоль, нагревает субстрат, образующий аэрозоль, может быть изменен от непосредственного контакта на опосредованное нагревание воздуха. Затем то же самое устройство, генерирующее аэрозоль, может использоваться для нагревания различных типов изделия, генерирующего аэрозоль, тем самым предоставляя более широкий выбор пользователю.
В предпочтительных вариантах осуществления система выполнена таким образом, что возможно одно из двух: когда устройство для рассеивания тепла соединено с устройством, генерирующим аэрозоль, устройство для рассеивания тепла поглощает тепло от электрического нагревательного элемента и воздух, втягиваемый через изделие, генерирующее аэрозоль, от дальнего конца к концу, подносимому ко рту, нагревается посредством тепла, поглощенного пористой основной частью устройства для рассеивания тепла; или когда устройство для рассеивания тепла не соединено с устройством, генерирующим аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, поглощает тепло от электрического нагревательного элемента.
Преимущественно при использовании устройство для рассеивания тепла поглощает тепло от нагревательного элемента и передает его воздуху, втягиваемому через устройство для рассеивания тепла, вследствие чего воздух может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, расположенный ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла, в основном за счет конвекции. Это может обеспечить более равномерное нагревание субстрата, образующего аэрозоль, относительно существующих систем, в которых субстрат, образующий аэрозоль, нагревается в основном за счет теплопроводности от нагревательного элемента. Например, это может уменьшать вероятность или предотвращать появление областей локальной высокой температуры, или «горячих точек», в субстрате, образующем аэрозоль, которое в противном случае может быть вызвано кондуктивным нагреванием. Это может быть особенно преимущественным, когда устройство для рассеивания тепла используется с изделиями, генерирующими аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, поскольку это может способствовать предотвращению перегревания, которое в противном случае может происходить в результате расходования субстрата, образующего аэрозоль. Например, если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в средстве для удержания жидкости, устройство для рассеивания тепла может способствовать уменьшению или предотвращению перегревания субстрата, образующего аэрозоль, или средства для удержания жидкости, даже когда средство для удержания жидкости является сухим.
Устройство для рассеивания тепла может быть расположено и выполнено с возможностью нагревания воздуха до температуры от приблизительно 180 градусов Цельсия до 250 градусов Цельсия. В предпочтительных вариантах осуществления устройство для рассеивания тепла нагревает воздух до температуры от приблизительно 200 градусов Цельсия до 220 градусов Цельсия.
Предпочтительная система может содержать нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, по меньшей мере одно нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, имеющее жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и меньшей мере один нагреваемый субстрат, образующий аэрозоль, имеющий твердый субстрат, образующий аэрозоль, например, субстрат, образующий аэрозоль, выполненный из гомогенизированного табачного материала. Предпочтительно система может дополнительно содержать соединяемое с возможностью отсоединения устройство для рассеивания тепла для вхождения в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, для изменения способа, согласно которому устройство, генерирующее аэрозоль, передает тепло субстрату, образующему аэрозоль.
В контексте данного документа термин «пористый» охватывает материалы, которые по своей природе являются пористыми, а также по сути непористые материалы, которые были сделаны пористыми или проницаемыми за счет обеспечения их множеством отверстий. Пористая основная часть может быть образована из штранга из пористого материала, например, керамического или металлического пеноматериала. Альтернативно пористая основная часть может быть образована из множества твердых элементов, между которыми предусмотрено множество отверстий. Например, пористая основная часть может содержать пучок волокон или сетку из взаимно соединенных нитей. Пористый материал может иметь поры такого размера, которого достаточно, чтобы воздух мог втягиваться через пористую основную часть через поры. Например, поры в пористой основной части могут иметь средний поперечный размер менее чем приблизительно 3,0 мм, более предпочтительно менее чем приблизительно 1,0 мм, наиболее предпочтительно менее чем приблизительно 0,5 мм. Альтернативно или дополнительно поры могут иметь средний поперечный размер больше чем приблизительно 0,01 мм. Например, поры могут иметь средний поперечный размер в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 3,0 мм, более предпочтительно от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 1,0 мм и наиболее предпочтительно от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 0,5 мм.
В контексте данного документа термин «поры» подразумевает те зоны пористого изделия, в которых материал отсутствует. Например, поперечный участок пористой основной части будет содержать части материала, образующего основную часть, и части, являющиеся пустотами между частями материала.
Средний поперечный размер пор рассчитывается путем вычисления среднего значения из наименьших значений поперечного размера каждой из пор. Размеры пор могут быть по существу постоянными вдоль длины пористой основной части. Альтернативно размеры пор могут варьироваться вдоль длины пористой основной части.
В контексте данного документа термин «поперечный размер» относится к размеру, который проходит в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль, или пористой основной части.
Распределение пористости пористой основной части может быть по существу равномерным. То есть поры в пористой основной части могут быть распределены по существу равномерно по поперечному участку пористой основной части. Распределение пористости может отличаться по поперечному участку пористой основной части. То есть локальная пористость в одной или нескольких подобластях поперечного участка может быть больше локальной пористости в одной или нескольких других подобластях поперечного участка. Например, локальная пористость в одной или нескольких подобластях поперечного участка может быть на 5-80 процентов больше, чем локальная пористость в одной или нескольких других подобластях поперечного участка.
В контексте данного документа термин «поперечный участок» относится к области пористой основной части, которая находится в плоскости, как правило, перпендикулярной продольному размеру пористой основной части. Например, пористая основная часть может представлять собой стержень, и поперечный участок может представлять собой поперечное сечение стержня на любом отрезке длины вдоль стержня, или поперечный участок может представлять собой торцевую поверхность стержня.
В контексте данного документа термин «пористость» относится к доле объема, занимаемой пустым пространством в пористом изделии. В данном документе термин «локальная пористость» относится к доле пор в подобластях пористой основной части.
При изменении распределения пористости поток воздуха через пористую основную часть может быть изменен необходимым образом, например, для обеспечения улучшенных свойств аэрозоля. Например, это распределение пористости может изменяться в соответствии с характеристиками потока воздуха системы, генерирующей аэрозоль, или температурным профилем нагревательного элемента, с которым должно использоваться устройство для рассеивания тепла.
В некоторых примерах локальная пористость может уменьшаться к центральной части пористой основной части. При такой компоновке поток воздуха через центральную часть пористой основной части уменьшается относительно периферии пористой основной части. Это может быть преимущественным в зависимости от температурного профиля нагревательного элемента или в зависимости от свойств потока воздуха системы, генерирующей аэрозоль, с которой должно использоваться устройство для рассеивания тепла. Например, эта компоновка может быть особенно преимущественной при использовании со внутренним нагревательным элементом, при использовании расположенным в направлении центральной части устройства для рассеивания тепла, поскольку это может обеспечивать увеличенную передачу тепла от нагревательного элемента к пористой основной части.
В других примерах локальная пористость может увеличиваться к центральной части пористой основной части. Такая компоновка может обеспечивать увеличенный поток воздуха через центральную часть пористой основной части и может быть преимущественной в зависимости от температурного профиля нагревательного элемента или в зависимости от свойств потока воздуха системы, генерирующей аэрозоль, с которой должно использоваться устройство для рассеивания тепла. Например, такая компоновка может быть особенно преимущественной при использовании с внешним нагревательным элементом, при использовании расположенным вокруг периферии устройства для рассеивания тепла, поскольку это может обеспечивать увеличенную передачу тепла от нагревательного элемента к пористой основной части.
Поскольку пористые основные части имеют высокое отношение площади поверхности к объему, устройство для рассеивания тепла может обеспечивать быстрое и эффективное нагревание воздуха, втягиваемого через пористую основную часть. Это может обеспечивать однородное нагревание воздуха, втягиваемого через пористую основную часть, и, следовательно, более равномерное нагревание субстрата, образующего аэрозоль, находящегося ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла.
В предпочтительных вариантах осуществления пористая основная часть имеет отношение площади поверхности к объему, составляющее по меньшей мере 20:1, предпочтительно по меньшей мере 100:1, более предпочтительно по меньшей мере 500:1. Преимущественно это может обеспечивать компактное устройство для рассеивания тепла, при этом позволяя осуществлять особенно эффективную передачу тепловой энергии от нагревательного элемента к воздуху, втягиваемому через пористую основную часть. Это может привести к более быстрому и однородному нагреванию воздуха, втягиваемого через пористую основную часть, и, следовательно, более равномерному нагреванию субстрата, образующего аэрозоль, находящегося ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла по сравнению с пористыми основными частями, имеющими более низкие отношения площади поверхности к объему.
2
2
2
2
В предпочтительных вариантах осуществления пористая основная часть имеет высокую удельную площадь поверхности. Она представляет собой меру общей площади поверхности основной части на единицу массы. Преимущественно это может обеспечивать легкое устройство для рассеивания тепла с большой площадью поверхности для эффективной передачи тепловой энергии от нагревательного элемента к воздуху, втягиваемому через пористую основную часть. Например, пористая основная часть может иметь удельную площадь поверхности, составляющую по меньшей мере 0,01 м/г, предпочтительно по меньшей мере 0,05 м/г, более предпочтительно по меньшей мере 0,1 м/г, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,5 м/г.
Пористая основная часть предпочтительно имеет пористость открытых пор в диапазоне от приблизительно 60 процентов до приблизительно 90 процентов объема пустот к объему материала.
В некоторых вариантах осуществления пористая основная часть имеет низкое сопротивление втягиванию. То есть пористая основная часть может оказывать низкое сопротивление прохождению воздуха через устройство для рассеивания тепла. В таких примерах пористая основная часть по существу не влияет на сопротивление втягиванию системы, генерирующей аэрозоль, с которой должно использоваться устройство для рассеивания тепла. В некоторых вариантах осуществления сопротивление втягиванию (RTD) пористой основной части находится в диапазоне от приблизительно 10 до 130 мм водяного столба, предпочтительно от приблизительно 40 до 100 мм водяного столба. RTD образца относится к разности статических давлений между двумя концами образца во время прохождения через него потока воздуха в устойчивых условиях, в которых объемный поток составляет 17,5 миллилитров в секунду на выпускном конце. RTD образца может измеряться с помощью способа, изложенного в стандарте ISO 6565:2002 с блокированием какой-либо вентиляции.
Пористая основная часть может быть выполнена из материала, аккумулирующего тепло.
В контексте данного документа термин «материал, аккумулирующий тепло» относится к материалу, имеющему высокую теплоемкость. При такой компоновке пористая основная часть может выступать в качестве теплового аккумулятора, позволяющего устройству для рассеивания тепла поглощать и аккумулировать тепло от нагревательного элемента и впоследствии выпускать тепло через некоторое время к субстрату, образующему аэрозоль, посредством воздуха, втягиваемого через пористую основную часть.
Если пористая основная часть выполнена из материала, аккумулирующего тепло, предпочтительно пористая основная часть выполнена из материала, имеющего удельную теплоемкость по меньшей мере 0,5 Дж/г⋅К, предпочтительно по меньшей мере 0,7 Дж/г⋅К, более предпочтительно по меньшей мере 0,8 Дж/г⋅К при температуре 25 градусов Цельсия и постоянном давлении. Поскольку удельная теплоемкость материала фактически представляет собой меру способности материала аккумулировать тепловую энергию, выполнение пористой основной части из материала, имеющего высокую теплоемкость, может позволить предоставить за счет пористой основной части большой тепловой аккумулятор для нагревания воздуха, втягиваемого через устройство для рассеивания тепла, без существенного увеличения веса системы, генерирующей аэрозоль, с которой должно использоваться устройство для рассеивания тепла.
Пористая основная часть может быть выполнена из любого подходящего материала или материалов. Если пористая основная часть выполнена из материала, аккумулирующего тепло, то подходящие материалы включают, без ограничения, стекловолокно, стеклянный мат, керамику, диоксид кремния, оксид алюминия, углерод и минералы, или любую их комбинацию.
Материал, аккумулирующий тепло, может быть теплоизоляционным. В контексте данного документа термин «теплоизоляционный» относится к материалу, имеющему теплопроводность менее 100 Вт/м⋅К, предпочтительно менее 40 Вт/м⋅К или менее 10 Вт/м⋅К при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50%. В результате этого устройство для рассеивания тепла может иметь более высокую тепловую инерцию относительно теплопроводных устройств для рассеивания тепла в целях уменьшения изменений температуры воздуха, втягиваемого через пористую основную часть, вызванных колебаниями температуры в нагревательном элементе. В результате этого можно получить более однородные свойства аэрозоля.
Пористая основная часть может быть теплопроводной. В контексте данного документа термин «теплопроводный» относится к материалу, имеющему теплопроводность по меньшей мере 10 Вт/м⋅К, предпочтительно по меньшей мере 40 Вт/м⋅К, более предпочтительно по меньшей мере 100 Вт/м⋅К при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50%. Если пористая основная часть является теплопроводной, предпочтительно пористая основная часть выполнена из материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 40 Вт/м⋅К, предпочтительно по меньшей мере 100 Вт/м⋅К, более предпочтительно по меньшей мере 150 Вт/м⋅К и наиболее предпочтительно по меньшей мере 200 Вт/м⋅К при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50%.
Преимущественно это может уменьшить тепловую инерцию устройства для рассеивания тепла и позволить быстро скорректировать температуру устройства для рассеивания тепла под изменения в температуре нагревательного элемента, например, если нагревательный элемент нагревается в соответствии с режимом нагревания, который изменяется с течением времени, при этом по-прежнему обеспечивая возможность равномерного нагревания воздуха, втягиваемого через пористую основную часть. Кроме того, при высокой теплопроводности будет выше термостойкость через пористую основную часть. Это может позволить температуре частей пористой основной части, которые удалены от нагревательного элемента при использовании, поддерживаться на аналогично высоком уровне с температурой частей пористой основной части, которые находятся ближе всего к нагревательному элементу при использовании. Это может обеспечивать особенно эффективное нагревание воздуха, втягиваемого через пористую основную часть.
Если пористая основная часть является теплопроводной, предпочтительно пористая основная часть выполнена из материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 40 Вт/м⋅К, предпочтительно по меньшей мере 100 Вт/м⋅К, более предпочтительно по меньшей мере 150 Вт/м⋅К, наиболее предпочтительно по меньшей мере 200 Вт/м⋅К при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50%.
Если пористая основная часть является теплопроводной, подходящие теплопроводные материалы включают, без ограничения, алюминий, медь, цинк, сталь, серебро, теплопроводные полимеры или любую их комбинацию или сплав.
В некоторых вариантах осуществления пористая основная часть выполнена из материала, аккумулирующего тепло, который также является теплопроводным, такого как алюминий.
В вариантах осуществления, в которых устройство для рассеивания тепла не образует часть устройства, генерирующего аэрозоль, пористая основная часть может быть выполнена таким образом, что через нее проникает электрический нагревательный элемент, образующий часть устройства, генерирующего аэрозоль, когда устройство для рассеивания тепла соединено с устройством, генерирующим аэрозоль. Термин «проникает» означает, что нагревательный элемент по меньшей мере частично проходит в пористую основную часть. Таким образом, нагревательный элемент может быть заключен в пористой основной части. При такой компоновке за счет операции проникновения, нагревательный элемент вводится в непосредственную близость с пористой основной частью или в контакт с ней. Это может повышать передачу тепла между нагревательным элементом и пористой основной частью и, следовательно, воздухом, втягиваемым через пористую основную часть, относительно примеров, в которых через пористую основную часть не проникает нагревательный элемент.
Нагревательный элемент в целях удобства может иметь форму иглы, штыря, стержня или пластины, которые могут быть вставлены в устройство для рассеивания тепла. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать более одного нагревательного элемента, при этом в настоящем описании ссылка на нагревательный элемент означает один или несколько нагревательных элементов.
Пористая основная часть может образовывать полость или отверстие для размещения в нем электрического нагревательного элемента, когда устройство для рассеивания тепла соединено с устройством, генерирующим аэрозоль.
В любом из вышеперечисленных вариантов осуществления пористая основная часть может быть жесткой.
Пористая основная часть может быть выполнена с возможностью прокалывания нагревательным элементом, когда устройство для рассеивания тепла соединено с устройством, генерирующим аэрозоль. Например, пористая основная часть может содержать пеноматериал, такой как полимер, металлический или керамический пеноматериал, выполненный с возможностью прокалывания нагревательным элементом.
В любом из вышеперечисленных вариантов осуществления электрический нагревательный элемент может быть предусмотрен в качестве устройства, генерирующего аэрозоль, с которым должно использоваться устройство для рассеивания тепла, или в качестве части изделия, генерирующего аэрозоль, с которым должно использоваться устройство для рассеивания тепла, в качестве части устройства для рассеивания тепла или возможна любая комбинация вышеперечисленного. Электрический нагревательный элемент может быть соединен с пористой основной частью устройства для рассеивания тепла. Устройство для рассеивания тепла может содержать электрический нагревательный элемент, находящийся в тепловом контакте с пористой основной частью. В таких вариантах осуществления пористая основная часть выполнена с возможностью поглощения тепла от нагревательного элемента и передачи его воздуху, втягиваемому через пористую основную часть. При такой компоновке нагревательный элемент может быть легко заменен за счет замены устройства для рассеивания тепла, что позволяет повторно использовать устройство, генерирующее аэрозоль, с новым устройством для рассеивания тепла.
Электрический нагревательный элемент может содержать один или несколько внешних нагревательных элементов, один или несколько внутренних нагревательных элементов или один или несколько внешних нагревательных элементов и один или несколько внутренних нагревательных элементов. В контексте данного документа термин «внешний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, который расположен снаружи устройства для рассеивания тепла, когда система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство для рассеивания тепла, собрана. В контексте данного документа термин «внутренний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, который расположен по меньшей мере частично внутри устройства для рассеивания тепла, когда система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство для рассеивания тепла, собрана. Электрический нагревательный элемент может быть встроен в пористую основную часть устройства для рассеивания тепла.
Один или несколько внешних нагревательных элементов могут содержать массив из внешних нагревательных элементов, расположенных вокруг периферии устройства для рассеивания тепла, например, на наружной поверхности пористой основной части. В некоторых примерах внешние нагревательные элементы проходят вдоль продольного направления устройства для рассеивания тепла. При такой компоновке нагревательные элементы могут проходить вдоль того же направления, в котором устройство для рассеивания тепла может быть вставлено в полость в устройстве, генерирующем аэрозоль, или извлечено из нее. Это может уменьшить столкновение между нагревательными элементами и устройством, генерирующим аэрозоль, относительно устройств, в которых нагревательные элементы не выровнены с длиной устройства для рассеивания тепла. В некоторых вариантах осуществления внешние нагревательные элементы проходят вдоль продольного направления устройства для рассеивания тепла и расположены на расстоянии друг от друга в направлении по окружности. Если нагревательный элемент содержит один или несколько внутренних нагревательных элементов, один или несколько внутренних нагревательных элементов могут представлять собой любое подходящее количество нагревательных элементов. Например, нагревательный элемент может содержать один внутренний нагревательный элемент. Один внутренний нагревательный элемент может проходить вдоль продольного направления устройства для рассеивания тепла.
Если электрический нагревательный элемент образует часть устройства для рассеивания тепла, устройство для рассеивания тепла может дополнительно содержать один или несколько электрических контактов, посредством которых электрический нагревательный элемент может соединяться с источником питания, например, источником питания в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Электрический нагревательный элемент может представлять собой электрически резистивный нагревательный элемент.
Электрический нагревательный элемент может содержать токоприемник, находящийся в тепловом контакте с пористой основной частью. Электрический нагревательный элемент может представлять собой токоприемник, образующий часть устройства для рассеивания тепла. Предпочтительно токоприемник встроен в пористую основную часть.
В данном контексте термин «токоприемник» относится к материалу, который может преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При размещении внутри флуктуационного электромагнитного поля вихревые токи, вызванные в токоприемнике, вызывают нагрев токоприемника. Поскольку токоприемник находится в тепловом контакте с устройством для рассеивания тепла, устройство для рассеивания тепла нагревается токоприемником.
В таких вариантах осуществления устройство для рассеивания тепла предназначено для вхождения в контакт с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим источник индукционного нагрева. Источник индукционного нагрева, или катушка индуктивности, генерирует флуктуационное электромагнитное поле для нагрева токоприемника, расположенного внутри флуктуационного электромагнитного поля. При использовании устройство для рассеивания тепла входит в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, таким образом, чтобы токоприемник располагался внутри флуктуационного электромагнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности.
Токоприемник может иметь форму штыря, стержня или пластины. Токоприемник предпочтительно имеет длину от 5 мм до 15 мм, например, от 6 мм до 12 мм или от 8 мм до 10 мм. Токоприемник предпочтительно имеет ширину от 1 мм до 5 мм и может иметь толщину от 0,01 мм до 2 мм, например, от 0,5 мм до 2 мм. В предпочтительном варианте осуществления токоприемник может иметь толщину от 10 микрометров до 500 микрометров или еще более предпочтительно от 10 до 100 микрометров. Если токоприемник имеет постоянное поперечное сечение, например, круглое поперечное сечение, он имеет предпочтительную ширину или диаметр от 1 мм до 5 мм.
Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, расположенного ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать ферромагнитный материал, например, ферритный чугун, или ферромагнитную сталь, или нержавеющую сталь. Подходящий токоприемник может быть выполнен из алюминия или содержать его. Предпочтительные токоприемники могут быть выполнены из нержавеющей стали серии 400, например, нержавеющей стали марки 410, или марки 420, или марки 430. Разные материалы будут рассеивать разные количества энергии при размещении внутри электромагнитных полей, имеющих одинаковые значения частоты и напряженности поля. Таким образом, параметры токоприемника, такие как тип материала, длина, ширина и толщина, могут быть изменены для обеспечения требуемого рассеяния мощности внутри известного электромагнитного поля.
Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов Цельсия. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например, с металлическими дорожками, образованными на поверхности керамического сердечника.
Токоприемник может иметь защитный внешний слой, например, защитный керамический слой или защитный стеклянный слой, охватывающий токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла поверх сердечника токоприемника.
Устройство для рассеивания тепла может содержать один токоприемник. Альтернативно устройство для рассеивания тепла может содержать более одного токоприемника.
Устройства для рассеивания тепла согласно настоящему изобретению могут содержать прокалывающий элемент на одном конце пористой основной части. Он может обеспечивать возможность удобным и простым образом прокалывать устройством для рассеивания тепла уплотнение на конце изделия, генерирующего аэрозоль, с которым оно должно использоваться, когда устройство для рассеивания тепла находится в контакте с изделием, генерирующим аэрозоль. Если изделие, генерирующее аэрозоль, с которым должно использоваться устройство для рассеивания тепла, содержит хрупкую капсулу, например, хрупкую капсулу, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, прокалывающий элемент может обеспечивать возможность устройству для рассеивания тепла удобным и простым образом прокалывать хрупкую капсулу, когда устройство для рассеивания тепла находится в контакте с изделием, генерирующим аэрозоль.
Расположенный ниже по потоку конец прокалывающего элемента предпочтительно имеет площадь поперечного сечения, которая меньше площади поперечного сечения участка прокалывающего элемента, расположенного непосредственно выше по потоку относительно расположенного ниже по потоку конца. В особенно предпочтительном варианте осуществления площадь поперечного сечения прокалывающего элемента уменьшается к коническому кончику на его расположенном ниже по потоку конце.
Прокалывающий элемент может быть образован из пористой основной части. Альтернативно прокалывающий элемент может представлять собой отдельный компонент, прикрепленный на расположенном ниже по потоку конце пористой основной части.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал и нетабачный материал.
Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля, которое способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердый субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В контексте данного документа термин «вещество для образования аэрозоля» используется для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля по сути являются стойкими к термической деградации при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно вещество для образования аэрозоля. В качестве альтернативы субстрат, образующий аэрозоль, может содержать сочетание двух или более веществ для образования аэрозоля. Содержание вещества для образования аэрозоля в субстрате, образующем аэрозоль, может составлять более чем 5 процентов в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля в субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля в субстрате, образующем аэрозоль, может составлять приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать раствор никотина. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из жидкости при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, дополнительно содержит вещество для образования аэрозоля.
В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Средство для удержания жидкости предпочтительно содержит поглощающий материал, например, поглощающий полимерный материал. Примеры подходящих материалов для удержания жидкости включают волокнистые полимеры и пористые полимеры, такие как пеноматериалы с открытыми порами. Средство для удержания жидкости может содержать волокнистую ацетилцеллюлозу или волокнистый целлюлозный полимер. Средство для удержания жидкости может содержать пористый полипропиленовый материал. Подходящие материалы, способные удерживать жидкость, известны специалисту в данной области техники.
Средство для удержания жидкости или расположено в пути потока воздуха, который проходит через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, или образует по меньшей мере часть пути потока воздуха, который проходит через изделие, генерирующее аэрозоль. Предпочтительно одно или несколько отверстий, образованных в средстве для удержания жидкости, образуют часть пути потока воздуха, который проходит через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, между дальним концом изделия и концом, подносимым ко рту, изделия.
Средство для удержания жидкости может быть в форме трубки, имеющей центральный просвет. В этом случае стенки трубки выполнены из подходящего материала для удержания жидкости или содержат его.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, включают в средство для удержания жидкости непосредственно перед использованием. Например, дозу жидкого субстрата, образующего аэрозоль, можно ввести в средство для удержания жидкости непосредственно перед использованием.
Изделия согласно настоящему изобретению могут содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся в хрупкой капсуле. Хрупкая капсула подробнее описана ниже. В предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и изделие дополнительно содержит хрупкую капсулу, содержащую жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и средство для удержания жидкости, находящееся ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла и выполненное с возможностью поглощения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, когда хрупкая капсула разломана.
Хрупкая капсула может быть расположена в пористом материале носителя. Например, пористый материал носителя может быть предусмотрен в форме трубки для удержания жидкости и хрупкая капсула расположена в просвете трубки.
Хрупкая капсула может быть расположена рядом со средством для удержания жидкости в изделии таким образом, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, выделяющийся из хрупкой капсулы, может контактировать со средством для удержания жидкости и удерживаться им. Хрупкая капсула может быть расположена в средстве для удержания жидкости. Например, средство для удержания жидкости может содержать штранг из материала, в который встроена капсула. Предпочтительно изделие содержит трубчатое средство для удержания жидкости и хрупкая капсула, содержащая жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположена в просвете трубчатого средства для удержания жидкости.
Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то твердый субстрат, образующий аэрозоль, может находиться непосредственно ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла. Например, твердый субстрат, образующий аэрозоль, может упираться в устройство для рассеивания тепла. В других вариантах осуществления твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен на расстоянии в продольном направлении от устройства для рассеивания тепла.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и изделие дополнительно содержит средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления средство для удержания жидкости может быть расположено непосредственно ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла. Например, средство для удержания жидкости может упираться в устройство для рассеивания тепла. В других вариантах осуществления средство для удержания жидкости может быть расположено на расстоянии в продольном направлении от устройства для рассеивания тепла.
В одном конкретном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и изделие дополнительно содержит средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем средство для удержания жидкости расположено на расстоянии в продольном направлении от устройства для рассеивания тепла.
При такой компоновке кондуктивный теплообмен между устройством для рассеивания тепла и средством для удержания жидкости или твердым субстратом, образующим аэрозоль, может быть уменьшен. Это может дополнительно уменьшать вероятность или предотвращать появление областей локальной высокой температуры, или «горячих точек», в средстве для удержания жидкости или субстрате, образующем аэрозоль, которое в противном случае может быть вызвано кондуктивным нагреванием.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать опорный элемент, который может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, или, если изделие содержит средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, то непосредственно ниже по потоку относительно средства для удержания жидкости. Опорный элемент может упираться в субстрат, образующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости.
Опорный элемент может быть выполнен из любого подходящего материала или сочетания материалов. Например, опорный элемент может быть выполнен из одного или нескольких материалов, выбранных из группы, состоящей из: ацетилцеллюлозы; картона; гофрированной бумаги, такой как гофрированная теплостойкая бумага или гофрированная пергаментная бумага; и полимерных материалов, таких как полиэтилен низкой плотности (LDPE). В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент выполнен из ацетилцеллюлозы. Опорный элемент может содержать полый трубчатый элемент. Например, опорный элемент содержит полую ацетилцеллюлозную трубку. Опорный элемент предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
Опорный элемент может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. Например, опорный элемент может иметь наружный диаметр, составляющий 7,2 миллиметра +/- 10 процентов.
Опорный элемент может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления опорный элемент имеет длину приблизительно 8 миллиметров.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, например, элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно опорного элемента и может упираться в опорный элемент. Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, или, если изделие содержит средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, то непосредственно ниже по потоку относительно средства для удержания жидкости. Например, элемент, охлаждающий аэрозоль, может упираться в субстрат, образующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может иметь общую площадь поверхности от приблизительно 300 квадратных миллиметров на миллиметр длины до приблизительно 1000 квадратных миллиметров на миллиметр длины. В предпочтительном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, имеет общую площадь поверхности приблизительно 500 квадратных миллиметров на миллиметр длины.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, предпочтительно имеет низкое сопротивление втягиванию. То есть элемент, охлаждающий аэрозоль, предпочтительно оказывает малое сопротивление прохождению воздуха через изделие, генерирующее аэрозоль. Предпочтительно, элемент, охлаждающий аэрозоль, по существу не влияет на сопротивление втягиванию изделия, генерирующего аэрозоль.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать множество каналов, проходящих в продольном направлении. Множество каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть образованы листовым материалом, который был обработан одним или несколькими способами, выбранными из гофрирования, складывания складками, собирания и изгибания для образования каналов. Множество каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть образованы одним листом, который был обработан одним или несколькими способами, выбранными из гофрирования, складывания складками, собирания и изгибания для образования множества каналов. В качестве альтернативы множество каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть образованы несколькими листами, которые были обработаны одним или несколькими способами, выбранными из гофрирования, складывания складками, собирания и изгибания для образования множества каналов.
В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала и по существу непористой бумаги или картона. В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена (PE), полипропилена (PP), поливинилхлорида (PVC), полиэтилентерефталата (PET), полимолочной кислоты (PLA), ацетилцеллюлозы (CA) и алюминиевой фольги.

В предпочтительном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит собранный лист из биоразлагаемого материала. Например, собранный лист из непористой бумаги или собранный лист из биоразлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота или материал марки Mater-Bi (имеющееся в продаже семейство сополиэфиров на основе крахмала). В особенно предпочтительном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит собранный лист из полимолочной кислоты.
2
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть выполнен из собранного листа материала, имеющего удельную площадь поверхности от приблизительно 10 квадратных миллиметров на миллиграмм до приблизительно 100 квадратных миллиметров на миллиграмм веса. В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть выполнен из собранного листа материала, имеющего удельную площадь поверхности приблизительно 35 мм/мг.
При использовании элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен и выполнен с возможностью охлаждения нагретого воздуха и пара, втянутого через элемент, до температуры от приблизительно 80 градусов Цельсия до 120 градусов Цельсия. В предпочтительных вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, охлаждает нагретый воздух и пар, втянутый через элемент, до температуры приблизительно 100 градусов Цельсия.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук, расположенный на конце, подносимом ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль. Мундштук может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно элемента, охлаждающего аэрозоль, и может упираться в элемент, охлаждающий аэрозоль. Мундштук может быть расположен непосредственно ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, или, если изделие содержит средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, то непосредственно ниже по потоку относительно средства для удержания жидкости. В таких вариантах осуществления мундштук может упираться в субстрат, образующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости. Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может быть выполнен из одного или нескольких подходящих фильтрующих материалов. Многие такие фильтрующие материалы известны из уровня техники. В одном варианте осуществления мундштук может содержать фильтр, выполненный из ацетилцеллюлозного волокна.
Мундштук предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Мундштук может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления мундштук имеет наружный диаметр 7,2 мм +/- 10%.
Мундштук может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Например, мундштук может иметь длину от приблизительно 7 мм до приблизительно 12 мм.
Элементы изделия, образующего аэрозоль, могут быть окружены наружной оберткой, например, в форме стержня. Обертка может окружать по меньшей мере расположенную ниже по потоку часть устройства для рассеивания тепла. В некоторых вариантах осуществления обертка окружает устройство для рассеивания тепла вдоль по существу всей длины устройства для рассеивания тепла. Наружная обертка может быть выполнена из любого подходящего материала или сочетания материалов. Наружная обертка может быть непористой. Наружная обертка может быть непроницаемой для жидкости.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Субстрат, образующий аэрозоль, или пористый материал носителя, который поглощает субстрат, образующий аэрозоль, во время использования, может иметь по существу цилиндрическую форму. Субстрат, образующий аэрозоль, или пористый материал носителя может быть по существу удлиненным. Субстрат, образующий аэрозоль, или пористый материал носителя также имеет длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Субстрат, образующий аэрозоль, или, если применимо, средство для удержания жидкости может иметь длину в диапазоне от приблизительно 7 мм до приблизительно 15 мм. В одном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости может иметь длину приблизительно 10 мм. Альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости может иметь длину приблизительно 12 мм.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Наружный диаметр субстрата, образующего аэрозоль, или средства для удержания жидкости может составлять от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм. В одном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, или средство для удержания жидкости может иметь наружный диаметр приблизительно 7,2 мм +/- 10 процентов.
Может быть предусмотрена нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, и нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, согласно любому из вариантов осуществления, описанных выше. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть описано как нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, которое представляет собой устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательный элемент или нагреватель. Нагревательный элемент или нагреватель используется для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, которое представляет собой устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательный элемент, который за счет подачи электропитания нагревает субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрическую схему, выполненную с возможностью управления подачей питания от источника питания на электрический нагревательный элемент системы.
Устройство, генерирующее аэрозоль, системы, генерирующей аэрозоль, может содержать: корпус, имеющий полость для размещения в ней нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, и контроллер, выполненный с возможностью подачи питания от источника питания на электрический нагревательный элемент системы.
Электрический нагревательный элемент может содержать один или несколько нагревательных элементов.
В некоторых вариантах осуществления электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит электрический нагревательный элемент и корпус, имеющий полость, и причем нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, размещается в полости. Нагревательный элемент в целях удобства может иметь форму иглы, штыря, стержня или пластины, которые могут быть вставлены в изделие.
Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат электрический нагревательный элемент. Электрический нагревательный элемент может содержать один или несколько внешних нагревательных элементов, один или несколько внутренних нагревательных элементов или один или несколько внешних нагревательных элементов и один или несколько внутренних нагревательных элементов. В контексте данного документа термин «внешний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, который расположен снаружи устройства для рассеивания тепла, когда система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство для рассеивания тепла, собрана. В контексте данного документа термин «внутренний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, который расположен по меньшей мере частично внутри устройства для рассеивания тепла, когда система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство для рассеивания тепла, собрана.
Один или несколько внешних нагревательных элементов могут содержать массив из внешних нагревательных элементов, расположенных вокруг внутренней поверхности полости. В некоторых примерах внешние нагревательные элементы проходят вдоль продольного направления полости. При такой компоновке нагревательные элементы могут проходить вдоль того же направления, в котором устройство для рассеивания тепла и изделие вставляют в полость и извлекают из нее. Это может уменьшить столкновение нагревательных элементов с устройством для рассеивания тепла относительно устройств, в которых нагревательные элементы не выровнены с длиной полости. В некоторых вариантах осуществления внешние нагревательные элементы проходят вдоль продольного направления полости и расположены на расстоянии друг от друга в направлении по окружности. Если нагревательный элемент содержит один или несколько внутренних нагревательных элементов, один или несколько внутренних нагревательных элементов могут представлять собой любое подходящее количество нагревательных элементов. Например, нагревательный элемент может содержать один внутренний нагревательный элемент. Один внутренний нагревательный элемент может проходить вдоль продольного направления полости.
Электрический нагревательный элемент может содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамику (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal является зарегистрированным товарным знаком компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть факультативно встроен в изолирующий материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент может содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton, фольгу, полностью состоящую из полиимида или слюды. Kapton является зарегистрированным товарным знаком компании E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Уилмингтон, Делавэр 19898, Соединенные Штаты Америки.
Если электрический нагревательный элемент содержит токоприемник, находящийся в тепловом контакте с пористой основной частью устройства для рассеивания тепла, устройство, генерирующее аэрозоль, предпочтительно содержит индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования флуктуационного электромагнитного поля в полости, и электрический источник питания, соединенный с индукционной катушкой. Индукционная катушка может содержать один или несколько витков, которые генерируют флуктуационное электромагнитное поле. Виток или витки могут окружать полость.
Предпочтительно устройство выполнено с возможностью генерирования флуктуационного электромагнитного поля частотой от 1 до 30 МГЦ, например, от 2 до 10 МГц, например, от 5 до 7 МГц. Предпочтительно устройство выполнено с возможностью генерирования флуктуационного электромагнитного поля, имеющего напряженность поля (магнитного поля) от 1 до 5 кА/м, например, от 2 до 3 кА/м, например, приблизительно 2,5 кА/м.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным или карманным устройством, генерирующим аэрозоль, которое пользователю удобно держать между пальцами одной руки.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 70 миллиметров до приблизительно 120 миллиметров.
Устройство может дополнительно содержать источник питания для подачи электропитания на электрический нагревательный элемент. Источник питания может являться любым подходящим источником питания, например, источником напряжения постоянного тока, таким как батарея. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой литий-ионную батарею. В других примерах источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею.
Устройство может содержать электрическую схему для управления подачей питания от источника питания к электрическому нагревательному элементу. Электрическая схема может содержать один или несколько микропроцессоров или микроконтроллеров.
В контексте данного документа «выше по потоку» и «ниже по потоку» используются для описания относительных положений элементов или частей элементов устройства для рассеивания тепла, изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль, относительно направления, в котором воздух втягивается через систему во время ее использования.
В контексте данного документа термин «продольный» используется для описания направления между расположенным выше по потоку концом и расположенным ниже по потоку концом устройства для рассеивания тепла, изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль, и термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.
В контексте данного документа термин «диаметр» используется для описания максимального размера в поперечном направлении устройства для рассеивания тепла, изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «длина» используется для описания максимального размера в продольном направлении.
Предлагается нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может использоваться вместе с устройством, генерирующим аэрозоль, описанным выше, или с устройством, генерирующим аэрозоль, согласно второму или третьему аспектам настоящего изобретения. Изделие, генерирующее аэрозоль, также может использоваться с другими устройствами, генерирующими аэрозоль (не описаны в настоящем документе).
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может называться в настоящем документе как «изделие». В одном варианте осуществления изделие содержит множество компонентов, которые выровнены по оси и собраны внутри обертки. Изделие имеет конец, подносимый ко рту, и дальний конец, расположенный выше по потоку от конца, подносимого ко рту. Изделие содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Обертка может быть выполнена из листа из непроницаемого для жидкости материала.
Известны нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, в которых используется твердый субстрат, образующий аэрозоль, и которые имеют форму стержня. Обертка, используемая для того, чтобы собрать или окружить компоненты таких изделий, как правило, представляет собой традиционную пористую сигаретную бумагу. Использование жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может обеспечить некоторые преимущества по сравнению с использованием твердого субстрата, образующего аэрозоль. Одно из таких преимуществ заключается в большем разнообразии ароматов, которые могут быть предусмотрены в составах жидкого субстрата по сравнению с составами твердого субстрата. Другое преимущество может заключаться в уменьшении запаха, выделяемого в окружающую среду, связанного с испарением жидких субстратов. Однако желательно предоставить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в виде традиционной расходуемой конструкции, которая имеет внешний вид сигареты и ощущение, как от курения сигареты. Использование изделия, которое имеет множество компонентов, в том числе средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и которое собрано внутри непроницаемой для жидкости обертки позволяет обеспечить систему типа электронной сигареты такими преимуществами системы с нагреваемым табаком, как внешний вид, ощущение при курении и удобство использования.
В предпочтительных вариантах осуществления обертка представляет собой лист полимерного материала, лист обработанной бумаги, например, бумагу, покрытую полимером, или бумагу, пропитанную полимером, или лист металлической фольги. Обертка может представлять собой лист гидрофобного материала, такого как бумага с восковым покрытием. Предпочтительная непроницаемая для жидкости обертка может быть выполнена из (или содержать) алюминиевой бумаги - сорта бумаги, который широко применяется в кондитерской промышленности и в качестве внутреннего покрытия в табакерках. Непроницаемая для жидкости обертка может называться оберткой, не пропускающей жидкость.
В одном варианте осуществления изделие предпочтительно выполнено так, что оно подходит для использования с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль. Изделие предпочтительно представляет собой расходуемое изделие, имеющее конец, подносимый ко рту, для вставки в рот пользователя во время использования, дальний конец, расположенный выше по потоку относительно конца, подносимого ко рту, и среднюю точку, расположенную на равном расстоянии от конца, подносимого ко рту, и дальнего конца. Изделие содержит средство для удержания жидкости, по меньшей мере часть которого расположена между дальним концом и средней точкой.
В одном варианте осуществления изделие содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся в хрупкой капсуле, причем хрупкая капсула предпочтительно расположена между дальним концом и средней точкой. Изделие выполнено таким образом, что во время использования воздух может быть втянут через изделие от дальнего конца к концу, подносимому ко рту.
Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится в хрупкой капсуле с возможностью высвобождения, и средство для удержания жидкости расположено вблизи от хрупкой капсулы для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в изделии после его высвобождения из хрупкой капсулы.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, альтернативно может быть включен в средство для удержания жидкости непосредственно перед использованием. Например, дозу жидкого субстрата, образующего аэрозоль, можно ввести в средство для удержания жидкости непосредственно перед использованием.
В одном варианте осуществления изделие содержит первый летучий жидкий субстрат, находящийся в первой хрупкой капсуле, и второй летучий жидкий субстрат, находящийся во второй хрупкой капсуле. Первая и вторая хрупкие капсулы предпочтительно расположены между дальним концом и средней точкой. Изделие выполнено таким образом, что во время использования воздух может быть втянут через изделие от дальнего конца к концу, подносимому ко рту.
Предпочтительно первый летучий жидкий субстрат находится с возможностью высвобождения в первой хрупкой капсуле и средство для удержания жидкости расположено вблизи от первой хрупкой капсулы для удержания первого летучего жидкого субстрата в изделии после его высвобождения из первой хрупкой капсулы. Предпочтительно второй летучий жидкий субстрат находится с возможностью высвобождения во второй хрупкой капсуле и средство для удержания жидкости расположено вблизи от второй хрупкой капсулы для удержания второго летучего жидкого субстрата в изделии после его высвобождения из второй хрупкой капсулы.
Изделие может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Первый летучий жидкий субстрат может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или может представлять собой составляющую часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, такую как жидкое вещество для образования аэрозоля или источник никотина. Второй летучий жидкий субстрат также может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или может представлять собой составляющую часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, такую как вещество для образования аэрозоля или источник никотина.
Если первый жидкий летучий субстрат представляет собой первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй жидкий летучий субстрат представляет собой второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, то композиция первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может отличаться от композиции второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это может позволить пользователю ощутить два разных вкуса во время использования одного и того же изделия. Однако первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может иметь такую же композицию, что и второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Если первый летучий жидкий субстрат представляет собой составляющую часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и второй летучий жидкий субстрат представляет собой другую составляющую часть субстрата, образующего аэрозоль, первый летучий субстрат и второй летучий субстрат объединяются с образованием жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, является расходуемым изделием, которое может быть израсходовано за счет соединения или введения в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, предпочтительно электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль. Изделие соединено с возможностью отсоединения с устройством, генерирующим аэрозоль. Изделие может использоваться один раз или два раза с последующей утилизацией. Количество предпочтительных использований может зависеть от количества предусмотренных хрупких капсул. Способ применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, может включать этапы соединения изделия с устройством, генерирующим аэрозоль, активации нагревательного средства устройства, генерирующего аэрозоль, и втягивание воздуха через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в изделии, генерирующем аэрозоль, затем испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе. После завершения использования, например, когда субстрат, образующий аэрозоль, израсходован, изделие может быть извлечено из устройства. Предпочтительный способ в одном варианте осуществления может включать этапы высвобождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости изделия, соединения изделия с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль, активации нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль, и втягивания воздуха через изделие, причем жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе. В одном варианте осуществления предпочтительный способ может включать этапы высвобождения по меньшей мере одного из первого летучего жидкого субстрата из первой хрупкой капсулы и второго жидкого летучего субстрата из второй хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости изделия, соединения изделия с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль, активации нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль, и втягивания воздуха через изделие, причем жидкость, удерживаемая средством для удержания жидкости, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе.
Предпочтительно нагревательное средство нагревает воздух, который втягивается в нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем нагретый воздух проходит по средству для удержания жидкости изделия или через него для испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и обеспечения возможности образования аэрозоля. Предпочтительно, чтобы воздух был нагрет до температуры от приблизительно 200°C до 220°C перед прохождением по средству для удержания жидкости или через него. Предпочтительно воздух с захваченными летучими компонентами последовательно охлаждается до температуры приблизительно 100°C в изделии, что обеспечивает возможность конденсации летучих компонентов и образование аэрозоля. Нагревательное средство альтернативно может нагревать средство для удержания жидкости за счет теплопроводности или излучения для испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и обеспечивать возможность образования аэрозоля.
Если первый жидкий летучий субстрат представляет собой первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй жидкий летучий субстрат представляет собой второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, один способ применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, включает: высвобождение первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из первой хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости; соединение нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль; активацию нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль; втягивание воздуха через нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе; отсоединение нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, от электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль; высвобождение второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и второй хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости; соединение нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль; активацию нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль; и втягивание воздуха через нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе.
Если первый жидкий летучий субстрат содержит первую составляющую жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и второй жидкий летучий субстрат содержит вторую составляющую жидкого субстрата, образующего аэрозоль, один способ применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, включает: высвобождение первого жидкого летучего субстрата из первой хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости; высвобождение второго жидкого летучего субстрата из второй хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости и объединяется с первым жидким летучим субстратом с образованием жидкого субстрата, образующего аэрозоль; соединение нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль; активацию нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль; и втягивание воздуха через нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе.
Предпочтительно нагревательное средство нагревает воздух, который втягивается в нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем нагретый воздух проходит по средству для удержания жидкости или через него для обеспечения возможности образования аэрозоля. Однако нагревательное средство может нагревать средство для удержания жидкости за счет теплопроводности или излучения для обеспечения возможности образования аэрозоля.
Поскольку изделие предназначено для утилизации после одного или двух использований, исключаются проблемы, связанные с гигиеной, которые могут быть присущи обычным системам электронной сигареты. Кроме того, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, непосредственно не контактирует с нагревательным элементом и, таким образом, не возникают проблемы с перегреванием субстрата, образующего аэрозоль. Непроницаемая для жидкости обертка, при ее наличии, способствует предотвращению утечки жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Изделия могут быть произведены с широким диапазоном различных композиций жидкого субстрата, образующего аэрозоль, тем самым предоставляя пользователю широкий выбор ароматов и ощущений, которые могут быть обеспечены системами электронной сигареты. В частности, если первый летучий жидкий субстрат представляет собой первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй летучий жидкий субстрат представляет собой второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль, изделие может быть предусмотрено со множеством композиций жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и тем самым предоставлять пользователю множество ароматов и ощущений. В предпочтительных вариантах осуществления изделия могут потребляться с использованием устройств, генерирующих аэрозоль, выполненных с возможностью нагревания изделий, генерирующих аэрозоль, содержащих твердые субстраты, образующие аэрозоль. Таким образом, пользователь может либо выбирать табакосодержащее нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, либо выбирать изделие, содержащее жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и потреблять любое из них с использованием одного и того же устройства.
В контексте данного документа термин «летучий субстрат» относится к субстрату, образующему аэрозоль, или составляющей части субстрата, образующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты.
В контексте данного документа термин «жидкий субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, образующему аэрозоль, который скорее находится в жидкой форме, чем в твердой. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть по меньшей мере частично поглощен средством для удержания жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, включает субстрат, образующий аэрозоль, в форме геля. Аналогично термин «жидкий летучий субстрат» относится к субстрату, который скорее находится в жидкой форме, чем в твердой.
В контексте данного документа термин «конец, подносимый ко рту» относится к той части нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, где аэрозоль выходит из изделия и доставляется в рот пользователя. При использовании пользователь может осуществить затяжку с конца, подносимого ко рту, изделия для вдыхания аэрозоля, сгенерированного нагреваемым изделием, генерирующим аэрозоль.
В контексте данного документа термин «дальний конец» относится к концу изделия, который противоположен концу, подносимому ко рту.
В контексте данного документа термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, относительно направления, в котором воздух втягивается через изделие или систему во время их использования. Конец, подносимый ко рту, изделия может быть также рассмотрен в качестве расположенного ниже по потоку конца и дальний конец изделия может быть также рассмотрен в качестве расположенного выше по потоку конца. Компоненты или части компонентов изделия могут быть описаны в качестве расположенных выше по потоку или расположенных ниже по потоку относительно друг друга на основе их относительных положений между концом, подносимым ко рту, или расположенным ниже по потоку концом и дальним или расположенным выше по потоку концом.
В контексте данного документа термин «непроницаемый для жидкости» относится к обертке и указывает, что водные жидкости не пройдут через обертку при нормальных рабочих условиях.
В контексте данного документа термин «лист» обозначает слоистый элемент, имеющий ширину и длину, существенно превышающие его толщину. Ширина листа больше 10 мм, предпочтительно больше 20 мм или 30 мм.
В контексте данного документа термин «продольный» используется для описания направления между расположенным выше по потоку концом и расположенным ниже по потоку концом изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль, и термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.
В контексте данного документа термин «диаметр» используется для описания максимального размера в поперечном направлении изделия, генерирующего аэрозоль, или устройства, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «длина» используется для описания максимального размера в продольном направлении.
В контексте данного документа термин «средство для удержания жидкости» относится к компоненту, способному удерживать с возможностью высвобождения жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Средство для удержания жидкости может представлять собой, или может содержать, пористый или волокнистый материал, который поглощает или иным образом удерживает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, с которым оно вводится в контакт, при этом обеспечивая возможность высвобождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, путем испарения.
В контексте данного документа термин «хрупкая капсула» относится к капсуле, которая выполнена с возможностью вмещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и высвобождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, после ее разламывания или разрушения. Хрупкая капсула может быть выполнена из ломкого материала или содержать его, этот материал легко ломается пользователем для высвобождения содержания капсулы, представляющего собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Например, капсула может быть сломана посредством внешнего усилия, такого как давление пальцев, или за счет контакта с прокалывающим или разрывающим элементом.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Средство для удержания жидкости может иметь по существу цилиндрическую форму. Средство для удержания жидкости может быть по существу удлиненным. Средство для удержания жидкости может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм, например, от приблизительно 6 мм до приблизительно 8 мм. В предпочтительном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет наружный диаметр 7,2 мм +/- 10 процентов.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 25 мм до приблизительно 100 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 100 мм. В одном конкретном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 мм. В другом конкретном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 33 мм.
Средство для удержания жидкости может иметь длину в диапазоне от приблизительно 7 мм до приблизительно 20 мм, например, от 8 мм до 15 мм. В одном варианте осуществления средство для удержания жидкости может иметь длину приблизительно 10 мм.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать множество компонентов, собранных или окруженных оберткой в форме стержня. Например, изделие может содержать средство для удержания жидкости и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно средства для удержания жидкости. Обертка может содержать индикаторы, такие как метки в положениях вдоль ее длины, указывающие место расположения хрупкой капсулы или первой и второй хрупких капсул. Индикаторы могут указывать пользователю, где приложить давление, чтобы разрушить или разломать хрупкую капсулу или первую хрупкую капсулу и вторую хрупкую капсулу соответственно.
Мундштук может быть расположен на конце, подносимом ко рту, изделия. Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может быть выполнен из одного или нескольких подходящих фильтрующих материалов. Многие такие фильтрующие материалы известны из уровня техники. В одном варианте осуществления мундштук может содержать фильтр, выполненный из ацетилцеллюлозного волокна.
Изделие может содержать пористый или воздухопроницаемый штранг, расположенный на дальнем конце изделия. Такой штранг может способствовать удержанию жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в изделии. Штранг может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления штранг имеет наружный диаметр 7,2 мм +/- 10%.
Штранг может иметь длину от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Например, мундштук может иметь длину от приблизительно 3 мм до приблизительно 5 мм.
Изделие может содержать секцию, образующую аэрозоль, или секцию, охлаждающую аэрозоль. Множество компонентов могут быть выровнены по оси и собраны в обертке. Обертка может представлять собой традиционную сигаретную бумагу. Обертка может представлять собой полимерную пленку или бумагу с покрытием. Обертка может быть непроницаемой для жидкости.
Средство для удержания жидкости предпочтительно содержит поглощающий материал, например, поглощающий полимерный материал. Примеры подходящих материалов для удержания жидкости включают волокнистые полимеры и пористые полимеры, такие как пеноматериалы с открытыми порами. Средство для удержания жидкости может содержать волокнистую ацетилцеллюлозу или волокнистый целлюлозный полимер. Средство для удержания жидкости может содержать пористый полипропиленовый материал. Подходящие материалы, способные удерживать жидкость, известны специалисту в данной области техники.
Средство для удержания жидкости или расположено в пути потока воздуха, который проходит через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, или образует по меньшей мере часть пути потока воздуха, который проходит через изделие, генерирующее аэрозоль. Предпочтительно одно или несколько отверстий, образованных в средстве для удержания жидкости, образуют часть пути потока воздуха, который проходит через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, между дальним концом изделия и концом, подносимым ко рту, изделия.
Средство для удержания жидкости может быть в форме трубки, имеющей центральный просвет. В этом случае стенки трубки выполнены из подходящего материала для удержания жидкости или содержат его.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся в хрупкой капсуле. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать жидкие летучие субстраты, находящиеся в хрупких капсулах. Хрупкая капсула или капсулы предпочтительно имеют сфероидальную форму, например, сферическую или овальную форму, имеющую максимальный размер в диапазоне от 2 мм до 8 мм, например, от 4 мм до 6 мм. Хрупкая капсула или капсулы могут содержать объем в диапазоне от 20 до 300 микролитров, например, от 30 до 200 микролитров. Такой диапазон может обеспечивать возможность выполнения пользователем от 10 до 150 затяжек аэрозоля.
Предпочтительно, чтобы средство для удержания жидкости было способно поглощать от 105% до 110% от общего объема жидкости, находящегося в хрупкой капсуле. Это способствует предотвращению утечки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из изделия после разламывания хрупкой капсулы для высвобождения ее содержимого. Предпочтительно, чтобы средство для удержания жидкости было насыщено в диапазоне от 90% до 95% после высвобождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из хрупкой капсулы.
Хрупкие капсулы могут иметь ломкую оболочку, или они могут иметь такую форму, которая способствует разрушению при воздействии внешнего усилия. Хрупкие капсулы могут быть выполнены таким образом, что они разрушаются при приложении внешнего усилия. Например, хрупкие капсулы могут быть выполнены с возможностью разрушения при характерном заданном внешнем усилии, тем самым высвобождая жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Хрупкие капсулы могут быть выполнены с ослабленной или ломкой частью в их оболочке, чтобы упростить разрушение. Хрупкие капсулы могут быть выполнены с возможностью вхождения в контакт с прокалывающим элементом для разламывания капсулы и высвобождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно хрупкие капсулы имеют сопротивление разлому в диапазоне от приблизительно 0,5 до 2,5 килограмм-сила (кгс), например, от 1,0 до 2,0 кгс.
Оболочка хрупких капсул может содержать подходящий полимерный материал, например, материал на основе желатина. Оболочка капсул может содержать целлюлозный материал или крахмальный материал.
В одном варианте осуществления хрупкая капсула может быть расположена рядом со средством для удержания жидкости в изделии таким образом, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, выделяющийся из хрупкой капсулы, может контактировать со средством для удержания жидкости и удерживаться им. Хрупкая капсула может быть расположена в средстве для удержания жидкости. Например, средство для удержания жидкости может иметь форму трубки, имеющей просвет, и хрупкая капсула, содержащая жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположена в просвете трубки.
В одном варианте осуществления хрупкие капсулы могут быть расположены рядом со средством для удержания жидкости в изделии таким образом, что жидкий летучий субстрат, выделяющийся из хрупкой капсулы, может контактировать со средством для удержания жидкости и удерживаться им. Хрупкие капсулы могут быть расположены в средстве для удержания жидкости. Например, средство для удержания жидкости может иметь форму трубки, имеющей просвет, и хрупкие капсулы, содержащие жидкий летучий субстрат, могут быть расположены в просвете трубки.
Предпочтительно нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит одну или две хрупкие капсулы, содержащие жидкие летучие субстраты. Однако нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать любое количество хрупких капсул. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать две или более хрупких капсул, содержащих жидкие летучие субстраты.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать секцию, генерирующую аэрозоль, расположенную ниже по потоку относительно средства для удержания жидкости. При использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется и летучие компоненты субстрата втягиваются вниз по потоку относительно средства для удержания жидкости. Летучие компоненты затем охлаждаются в секции, образующей аэрозоль, с образованием вдыхаемого аэрозоля. Предпочтительно воздух с захваченными летучими компонентами охлаждается до температуры приблизительно 100°C или ниже в секции, генерирующей аэрозоль. Секция, образующая аэрозоль, может быть образована пространством в изделии, или просветом трубки в изделии. Секция, образующая аэрозоль, может содержать элемент, охлаждающий аэрозоль, например, элемент, охлаждающий аэрозоль, содержащий собранный лист из полимерного материала. Подходящий элемент, охлаждающий аэрозоль, описан выше.
Как упомянуто выше, изделие может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль. В варианте осуществления с двумя капсулами первый летучий жидкий субстрат может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или может представлять собой составляющую часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, такую как жидкое вещество для образования аэрозоля или источник никотина. Второй летучий жидкий субстрат также может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или может представлять собой составляющую часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, такую как вещество для образования аэрозоля или источник никотина. Если первый летучий жидкий субстрат представляет собой составляющую часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, второй летучий жидкий субстрат представляет собой другую составляющую часть субстрата, образующего аэрозоль, то комбинация первого летучего субстрата и второго летучего субстрата образует жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит воду. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, также содержит вещество для образования аэрозоля, такое как пропиленгликоль или глицерин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит ароматизатор. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать активный ингредиент, такой как никотин. Предпочтительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет содержание воды от 10 до 25 весовых процентов, например, от 12 до 20 весовых процентов. Вода необходима для образования подходящего вдыхаемого аэрозоля. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать раствор никотина. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из жидкости при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы.
В контексте данного документа термин «вещество для образования аэрозоля» относится к любому подходящему известному соединению или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля является по существу стойким к термической деградации при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин.
В предпочтительной нагреваемой системе, генерирующей аэрозоль, путь для потока воздуха образуется, когда нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, соединено с устройством, генерирующим аэрозоль. Путь для потока воздуха содержит точку, в которой воздух входит в устройство, генерирующее аэрозоль, точку, в которой воздух проходит в дальний конец нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, точку, в которой воздух проходит по средству для удержания жидкости, и точку, в которой воздух выходит из конца, подносимого ко рту, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, и входит в рот пользователя. В предпочтительной системе устройство, генерирующее аэрозоль, предназначено для нагревания воздуха в точке между входом в устройство, генерирующее аэрозоль, и прохождением по средству для удержания жидкости. Это позволяет нагретому воздуху испарять жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый средством для удержания жидкости. Нагревание воздуха может осуществляться нагревателем, таким как нагревательная катушка, которая расположена на пути для потока воздуха и предназначена для непосредственного нагревания воздуха перед прохождением воздуха по средству для удержания жидкости.
Нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, может содержать воздухопроницаемый тепловой аккумулятор или устройство для рассеивания тепла, которое расположено на пути для потока воздуха для нагревания воздуха. Термин «устройство для рассеивания тепла» используется ниже. Устройство для рассеивания тепла может взаимодействовать с нагревателем и принимать тепловую энергию. Тепловая энергия затем передается воздуху, проходящему через устройство для рассеивания тепла. Устройство для рассеивания тепла предпочтительно представляет собой компонент, имеющий большую площадь поверхности и высокую пористость. Воздух должен иметь возможность протекать через устройство для рассеивания тепла, не испытывая значительного падения давления. Примеры подходящих устройств для рассеивания тепла могут представлять собой компонент из пористого металлического пеноматериала или пористого керамического пеноматериала, расположенный как в тепловом контакте с нагревателем, так и на пути для потока воздуха нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль.
Устройство для рассеивания тепла может представлять собой съемный компонент нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль. Например, устройство для рассеивания тепла может быть представлено в виде компонента, соединяемого с возможностью отсоединения, который входит в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, для изменения способа, согласно которому устройство, генерирующее аэрозоль, нагревает изделия, генерирующие аэрозоль. В качестве примера устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать вставной нагревательный элемент для вставки в твердый субстрат, образующий аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент контактирует с твердым субстратом, образующим аэрозоль, и нагревает его для генерирования аэрозоля. Устройство для рассеивания тепла может быть выполнено с возможностью вхождения в контакт со вставным нагревательным элементом. Затем устройство для рассеивания тепла может быть нагрето нагревательным элементом и нагревать воздух, который проходит через нагревательный элемент. Нагретый воздух затем может обеспечивать испарение субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, расположенного ниже по потоку относительно устройства для рассеивания тепла. Таким образом, способ, согласно которому устройство, генерирующее аэрозоль, нагревает субстрат, образующий аэрозоль, может быть изменен от непосредственного контакта на опосредованное нагревание воздуха. Затем то же самое устройство, генерирующее аэрозоль, может использоваться для нагревания различных типов изделия, генерирующего аэрозоль, тем самым предоставляя более широкий выбор пользователю.
Предпочтительная система может содержать нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, по меньшей мере одно нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, как описано выше, имеющее жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и меньшей мере один нагреваемый субстрат, образующий аэрозоль, имеющий твердый субстрат, образующий аэрозоль, например субстрат, образующий аэрозоль, выполненный из гомогенизированного табачного материала. Предпочтительно система может дополнительно содержать соединяемое с возможностью отсоединения устройство для рассеивания тепла для вхождения в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, для изменения способа, согласно которому устройство, генерирующее аэрозоль, передает тепло субстрату, образующему аэрозоль.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным или карманным устройством, генерирующим аэрозоль, которое пользователю удобно держать между пальцами одной руки.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 70 миллиметров до приблизительно 120 миллиметров.
Устройство может дополнительно содержать источник питания для подачи электропитания на электрический нагревательный элемент. Источник питания может являться любым подходящим источником питания, например, источником напряжения постоянного тока, таким как батарея. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой литий-ионную батарею. В других примерах источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею.
Контроллер может представлять собой простой переключатель. В качестве альтернативы контроллер может представлять собой электрическую схему, и он может содержать один или несколько микропроцессоров или микроконтроллеров.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой расходуемое изделие, имеющее конец, подносимый ко рту, для вставки в рот пользователя во время использования, дальний конец, расположенный выше по потоку относительно конца, подносимого ко рту, и среднюю точку, расположенную на равном расстоянии от конца, подносимого ко рту, и дальнего конца. Изделие содержит: жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находящийся в хрупкой капсуле, хрупкую капсулу, расположенную между дальним концом и средней точкой, и средство для удержания жидкости, по меньшей мере часть которого расположена между дальним концом и средней точкой, причем изделие выполнено таким образом, что во время использования воздух может втягиваться через изделие от дальнего конца к концу, подносимому ко рту.
В некоторых вариантах осуществления нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно второму аспекту настоящего изобретения может использоваться один или несколько следующих признаков:
- жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится с возможностью высвобождения в хрупкой капсуле и средство для удержания жидкости расположено вблизи от хрупкой капсулы для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в изделии после его высвобождения из хрупкой капсулы;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит множество компонентов, собранных посредством обертки в форме стержня;
- хрупкая капсула расположена в средстве для удержания жидкости в нагреваемом изделии, генерирующем аэрозоль;
- средство для удержания жидкости имеет форму трубки, имеющей просвет, и хрупкая капсула расположена в просвете трубки;
- средство для удержания жидкости содержит поглощающий полимерный материал;
- хрупкая капсула выполнена таким образом, что она разрушается при приложении внешнего усилия;
- хрупкая капсула выполнена с возможностью прокалывания прокалывающим элементом;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит охлаждающую секцию, расположенную ниже по потоку относительно элемента для удержания жидкости;
- жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит от 10 весовых процентов до 25 весовых процентов воды, вещество для образования аэрозоля и по меньшей мере один ароматизатор;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит фильтр мундштука, расположенный на конце изделия, подносимом ко рту;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит пористый штранг, расположенный на дальнем конце изделия;
В некоторых вариантах осуществления нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, система содержит нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, согласно второму аспекту настоящего изобретения и электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит средство для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для образования аэрозоля. Нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, может содержать прокалывающий элемент для прокалывания хрупкой капсулы.
Также предлагается способ применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно второму аспекту настоящего изобретения. Способ включает следующие этапы: высвобождение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается средством для удержания жидкости; соединение нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль; активацию нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль; и втягивание воздуха через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, причем жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе. Нагревательное средство может нагревать воздух, который втягивается в нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, причем нагретый воздух проходит по средству для удержания жидкости или через него для обеспечения возможности образования аэрозоля. Нагревательное средство может нагревать средство для удержания жидкости за счет теплопроводности или излучения для обеспечения возможности образования аэрозоля.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее множество компонентов, выровненных по оси и собранных внутри обертки. Изделие имеет конец, подносимый ко рту, и дальний конец, расположенный выше по потоку относительно конца, подносимого ко рту, причем изделие содержит: жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и средство для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем обертка выполнена из листа из непроницаемого для жидкости материала.
В некоторых вариантах осуществления нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно второму аспекту настоящего изобретения может использоваться один или несколько следующих признаков:
- жидкий субстрат, образующий аэрозоль, находится с возможностью высвобождения в хрупкой капсуле, причем хрупкая капсула расположена вблизи от средства для удержания жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в изделии после его высвобождения из хрупкой капсулы;
- хрупкая капсула расположена в средстве для удержания жидкости;
- средство для удержания жидкости имеет форму трубки, имеющей просвет, и хрупкая капсула расположена в просвете трубки;
- средство для удержания жидкости содержит поглощающий полимерный материал;
- хрупкая капсула выполнена таким образом, что она разрушается при приложении внешнего усилия;
- хрупкая капсула выполнена с возможностью прокалывания прокалывающим элементом;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит охлаждающую секцию, расположенную ниже по потоку относительно элемента для удержания жидкости;
- жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит от 10 весовых процентов до 25 весовых процентов воды, вещество для образования аэрозоля и по меньшей мере один ароматизатор;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит фильтр мундштука, расположенный на конце изделия, подносимом ко рту;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит штранг, расположенный на дальнем конце изделия, причем изделие выполнено таким образом, что воздух может втягиваться в изделие на дальнем конце или возле него, проходить через изделие и выходить из конца изделия, подносимого ко рту;
- обертка представляет собой лист полимерного материала, лист обработанной бумаги или лист металлической фольги.
В некоторых вариантах осуществления нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, система содержит нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, согласно третьему аспекту настоящего изобретения и электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит средство для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для образования аэрозоля.
Также предлагается способ применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно третьему аспекту настоящего изобретения. Способ включает следующие этапы: соединение нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль; активацию нагревательного средства электрически управляемого устройства, генерирующего аэрозоль; и втягивание воздуха через нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, причем жидкий субстрат, образующий аэрозоль, испаряется за счет тепловой энергии, подаваемой нагревательным средством, и конденсируется с образованием аэрозоля, захваченного в воздухе. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может находиться в хрупкой капсуле, и способ может дополнительно включать этап высвобождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из хрупкой капсулы, вследствие чего он удерживается в изделии посредством средства для удержания жидкости.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предлагается нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с электрически управляемым устройством, генерирующим аэрозоль. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой расходуемое изделие, имеющее конец, подносимый ко рту, для вставки в рот пользователя во время использования, дальний конец, расположенный выше по потоку относительно конца, подносимого ко рту, и среднюю точку, расположенную на равном расстоянии от конца, подносимого ко рту, и дальнего конца, причем изделие содержит: первый летучий жидкий субстрат, находящийся в первой хрупкой капсуле, причем хрупкая капсула расположена между дальним концом и средней точкой; второй летучий жидкий субстрат, находящийся во второй хрупкой капсуле, причем вторая хрупкая капсула расположена между дальним концом и средней точкой; и средство для удержания жидкости, по меньшей мере часть которого расположена между дальним концом и средней точкой, причем изделие выполнено таким образом, что во время использования воздух может втягиваться через изделие от дальнего конца к концу, подносимому ко рту.
В некоторых вариантах нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения может использоваться один или несколько следующих признаков:
- изделие содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, причем первый летучий жидкий субстрат содержит первую составляющую жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и второй летучий жидкий субстрат содержит вторую составляющую жидкого субстрата, образующего аэрозоль;
- жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит от 10 весовых процентов до 25 весовых процентов воды, вещество для образования аэрозоля и по меньшей мере один ароматизатор;
- первый летучий жидкий субстрат представляет собой первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и второй летучий субстрат представляет собой второй жидкий субстрат, образующий аэрозоль;
- первый летучий жидкий субстрат находится с возможностью высвобождения в первой хрупкой капсуле и средство для удержания жидкости расположено вблизи от первой хрупкой капсулы для удержания первого летучего жидкого субстрата в изделии после его высвобождения из первой хрупкой капсулы, и второй летучий жидкий субстрат находится с возможностью высвобождения во второй хрупкой капсуле и средство для удержания жидкости расположено вблизи от второй хрупкой капсулы для удержания второго летучего жидкого субстрата в изделии после его высвобождения из второй хрупкой капсулы;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит множество компонентов, собранных посредством обертки в форме стержня;
- первая и вторая хрупкие капсулы расположены в средстве для удержания жидкости;
- средство для удержания жидкости имеет форму трубки, имеющей просвет, и первая и вторая хрупкие капсулы расположены в просвете трубки;
- первая и вторая хрупкие капсулы выровнены по оси в просвете трубки;
- средство для удержания жидкости содержит поглощающий полимерный материал;
- по меньшей мере одна из первой и второй хрупких капсул выполнена таким образом, что она разрушается при приложении внешнего усилия;
- по меньшей мере одна из первой и второй хрупких капсул выполнена с возможностью прокалывания прокалывающим элементом;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит охлаждающую секцию, расположенную ниже по потоку относительно средства для удержания жидкости;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит фильтр мундштука, расположенный на конце изделия, подносимом ко рту;
- нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит пористый штранг, расположенный на дальнем конце изделия.
В некоторых вариантах осуществления нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения система содержит нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, согласно варианту осуществления или его вариаций, описанных выше, и электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, причем электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит средство для нагревания по меньшей мере одного из первого летучего жидкого субстрата и второго летучего жидкого субстрата, удерживаемого в средстве для удержания жидкости, с образованием аэрозоля. Нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, может содержать прокалывающий элемент для прокалывания по меньшей мере одной из хрупких капсул.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения предлагается электрически управляемое изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство для рассеивания тепла, выполненное с возможностью использования с изделием, генерирующим аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль, и имеет конец, подносимый ко рту, и дальний конец, расположенный выше по потоку от конца, подносимого ко рту. Электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит электрический нагревательный элемент и корпус, имеющий полость, выполненную с возможностью размещения в ней дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль. Устройство для рассеивания тепла соединено с возможностью отсоединения с устройством, генерирующим аэрозоль, и содержит негорючую пористую основную часть для поглощения тепла от электрического нагревательного элемента, когда устройство для рассеивания тепла соединено с устройством, генерирующим аэрозоль, вследствие чего при использовании воздух, втягиваемый через изделие, генерирующее аэрозоль, от дальнего конца к концу, подносимому ко рту, нагревается посредством тепла, поглощенного пористой основной частью.
Согласно аспекту настоящего изобретения предлагается электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, для системы, генерирующей аэрозоль. Электрически управляемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержит: корпус, имеющий полость, выполненную с возможностью размещения в ней дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль; электрический нагревательный элемент; и устройство для рассеивания тепла, содержащее негорючую воздухопроницаемую основную часть для поглощения и хранения тепла от электрического нагревательного элемента, вследствие чего при использовании воздух, втягиваемый через основную часть устройства для рассеивания тепла, нагревается теплом, хранящимся в основной части.
Изделия согласно второму, третьему и четвертому аспектам настоящего изобретения могут использоваться с системами согласно первому, пятому и шестому аспектам настоящего изобретения.
Признаки, описанные в отношении одного или нескольких аспектов, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам изобретения.
Настоящее изобретение далее описано только посредством примеров со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показано схематическое продольное сечение устройства для рассеивания тепла системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2a показано схематическое продольное сечение изделия, генерирующего аэрозоль, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, которое может использоваться с устройством для рассеивания тепла, показанным на фиг. 1;
на фиг. 2b-2h показаны схематические продольные сечения изделий, генерирующих аэрозоль, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые могут использоваться с устройством для рассеивания тепла, показанным на фиг. 1;
на фиг. 3 показан схематический вид устройства для рассеивания тепла, показанного на фиг. 1, изделия, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2a, и устройства, генерирующего аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, которые собраны для использования;
на фиг. 4 показано схематическое продольное сечение изделия, генерирующего аэрозоль, имеющего устройство для рассеивания тепла, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 показано нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 2a-2h, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, во время использования находящееся в контакте с устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим внешние нагревательные элементы;
на фиг. 6 показано нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 2a-2h, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, во время использования находящееся в контакте с устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим внутренний нагревательный элемент; и
на фиг. 7 показано нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, во время использования, находящееся в контакте с устройством, генерирующим аэрозоль, имеющим внутренний нагревательный элемент и соединяемое с возможностью отсоединения устройство для рассеивания тепла.
На фиг. 1 показано устройство 100 для рассеивания тепла согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 для рассеивания тепла содержит пористую основную часть 110 в форме цилиндрического штранга теплопроводного материала. Пористая основная часть 110 имеет расположенный выше по потоку или дальний конец 120 и расположенный ниже по потоку или ближний конец 130, противоположный расположенному выше по потоку концу 120. Полость в форме гнезда 140 выполнена в расположенном выше по потоку конце 120 пористой основной части 110 и выполнена с возможностью размещения в ней нагревательного элемента в форме пластины, как описано ниже со ссылкой на фиг. 3. Поры в пористой основной части 110 сообщаются друг с другом с образованием множества проходов для потока воздуха, проходящих через пористую основную часть 110 от ее расположенного выше по потоку конца 120 к ее расположенному ниже по потоку концу 130.
На фиг. 2a-2h изображены различные варианты осуществления изделия, генерирующего аэрозоль. Изделия, показанные на фиг. 2a-h, могут использоваться с устройствами, генерирующими аэрозоль, описанными в настоящем документе ниже, или с другими устройствами, генерирующими аэрозоль. Изделия, показанные на фиг. 2a-h, могут использоваться с системами, генерирующими аэрозоль, описанными в настоящем документе ниже, или с другими системами, генерирующими аэрозоль.
На фиг. 2a изображено изделие 200a, генерирующее аэрозоль, подходящее для использования с устройством 100 для рассеивания тепла, показанным на фиг. 1. Изделие, генерирующее аэрозоль, также может называться нагреваемым изделием, генерирующим аэрозоль. Изделие 200a, генерирующее аэрозоль, содержит три элемента, выровненных по оси: трубчатое средство 210a для удержания жидкости, элемент 220a, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 230a. Элемент, охлаждающий аэрозоль, также может называться секцией, генерирующей аэрозоль. Мундштук также может называться фильтром мундштука. Каждый из этих трех элементов является по существу цилиндрическим элементом, каждый из которых имеет по существу одинаковый диаметр. Эти три элемента расположены на одной оси и окружены наружной оберткой 240a с образованием цилиндрического стержня. Эти три элемента расположены последовательно и окружены наружной оберткой 240a с образованием цилиндрического стержня. Наружная обертка 240a может быть непористой. Наружная обертка 240a может быть непроницаемой для жидкости.
Изделие 200a, генерирующее аэрозоль, имеет дальний или расположенный выше по потоку конец 250a и ближний конец или конец 260a, подносимый ко рту, противоположный расположенному выше по потоку концу 250a, который пользователь вводит в свой рот во время использования. После сборки общая длина изделия 200a, генерирующего аэрозоль, составляет от приблизительно 33 мм до приблизительно 45 мм, а диаметр составляет приблизительно 7,2 мм.
Средство 210a для удержания жидкости расположено на самом дальнем или расположенном выше по потоку конце 250a изделия 200a, генерирующего аэрозоль. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2a, изделие 200a содержит хрупкую капсулу 212a, расположенную в просвете 214a средства 210a для удержания жидкости. Хрупкая капсула 212a содержит жидкий субстрат 216a, образующий аэрозоль.
Трубчатое средство 210a для удержания жидкости имеет длину 8 мм и выполнено из волокнистого ацетилцеллюлозного материала. Средство для удержания жидкости имеет способность к поглощению 35 микролитров жидкости. Просвет 214a трубчатого средства 210a для удержания жидкости обеспечивает путь для потока воздуха через средство 210a для удержания жидкости, а также служит для размещения хрупкой капсулы 212a. Материал средства для удержания жидкости может быть любым другим подходящим волокнистым или пористым материалом.
Хрупкая капсула 212a имеет овально-сфероидальную форму, причем наибольший размер овала выровнен с осью просвета 214a. Овально-сфероидальная форма капсулы может означать, что ее проще сломать, чем если бы она была круглой сферической по форме, но могут использоваться другие формы капсулы. Капсула 212a имеет наружную оболочку, содержащую полимерный материал на основе желатина, окружающий жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Жидкий субстрат 216a, образующий аэрозоль, содержит пропиленгликоль, экстракт никотина и 20 весовых процентов воды. Необязательно может быть добавлен широкий ряд ароматизаторов. Широкий ряд веществ для образования аэрозоля может быть использован в качестве альтернативы или в дополнение к пропиленгликолю. Капсула имеет длину приблизительно 4 мм и содержит объем приблизительно 33 микролитра жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
2
2
2
2
Секция, генерирующая аэрозоль, может иметь длину 18 мм. Секция, генерирующая аэрозоль, может содержать гофрированный и собранный лист полимерного материала. Лист полимерного материала не плотно сжат и секция, генерирующая аэрозоль, не вызывает существенного падения давления в воздухе, проходящем через секцию. Гофрированный и собранный лист полимерного материала может называться элементом, охлаждающим аэрозоль, и может иметь длину приблизительно 18 мм, внешний диаметр приблизительно 7,12 мм и внутренний диаметр приблизительно 6,9 мм. В одном варианте осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, выполнен из листа из полимолочной кислоты, имеющего толщину 50 мм ± 2 мм. Лист из полимолочной кислоты гофрирован и собран с образованием множества каналов, которые проходят вдоль длины элемента, охлаждающего аэрозоль. Общая площадь поверхности элемента, охлаждающего аэрозоль, составляет от 8000 мм до 9000 мм, что соответствует приблизительно 500 мм на мм длины элемента, охлаждающего аэрозоль. Удельная площадь поверхности элемента, охлаждающего аэрозоль, составляет приблизительно 2,5 мм/мг, и он имеет пористость от 60% до 90% в продольном направлении. Полимолочная кислота поддерживается при температуре 160 градусов Цельсия или менее во время использования.
В данном документе пористость определяется как мера незаполненного пространства в стержне, содержащем материал, такой как элемент, охлаждающий аэрозоль. Например, если диаметр стержня был не заполнен элементом, охлаждающим аэрозоль, на 50%, пористость будет составлять 50%. Подобным образом, стержень будет иметь пористость 100%, если внутренний диаметр был полностью не заполнен, и пористость 0%, если полностью заполнен. Пористость может быть вычислена с использованием известных способов.
Элемент 220a, охлаждающий аэрозоль, расположен непосредственно ниже по потоку относительно средства 210a для удержания жидкости и упирается в него. При использовании летучие вещества, высвобождаемые из субстрата 216a, образующего аэрозоль, проходят вдоль элемента 220a, охлаждающего аэрозоль, в направлении конца 260a, подносимого ко рту, изделия 200a, генерирующего аэрозоль. Летучие вещества могут охлаждаться внутри элемента 220a, охлаждающего аэрозоль, для образования аэрозоля, который вдыхается пользователем. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2, элемент 220a, охлаждающий аэрозоль, содержит гофрированный и собранный лист 222a из полимолочной кислоты, окруженный оберткой 224a. Гофрированный и собранный лист 222a из полимолочной кислоты образует множество продольных каналов, которые проходят вдоль длины элемента 220a, охлаждающего аэрозоль.
В альтернативных вариантах осуществления секция, генерирующая аэрозоль, может представлять собой полую секцию, такую как полая трубка, и может не содержать элемент, охлаждающий аэрозоль. Такие варианты осуществления описаны ниже.
Мундштук 230a расположен непосредственно ниже по потоку относительно элемента 220a, охлаждающего аэрозоль, и упирается в него. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2, мундштук 230a содержит традиционный фильтр 232a из ацетилцеллюлозного волокна с низкой эффективностью фильтрации. Фильтр 230a мундштука может иметь длину 7 мм и может быть выполнен из ацетилцеллюлозного волокна. Другие подходящие фильтры мундштука известны из уровня техники.
Для сборки изделия 200a, генерирующего аэрозоль, три цилиндрических элемента, описанных выше, выравнивают и плотно обертывают наружной оберткой 240a. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2a, наружная обертка 240a выполнена из непористого листового материала. Обертка 240a может представлять собой непроницаемую для жидкости обертку, например, бумагу с восковым покрытием. Известны другие подходящие непористые или непроницаемые для жидкости материалы, например, полимерные пленки или гидрофобная бумага. В других примерах наружная обертка может содержать пористый материал, такой как сигаретная бумага.
На фиг. 2b-2d изображены альтернативные варианты осуществления нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2b изображено нагреваемое изделие 200b, генерирующее аэрозоль, имеющее трубчатое средство 210b для удержания жидкости и фильтр 230b мундштука, собранный так, что он упирается в него внутри обертки 224b. Обертка 224b может быть непористой или непроницаемой для жидкости. Хрупкая капсула 212b, содержащая жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположена в просвете 214b средства 210b для удержания жидкости. Общая длина изделия 200b составляет 30 мм. Средство для удержания жидкости имеет длину 20 мм, а фильтр 230b имеет длину 10 мм. Материалы средства для удержания жидкости, хрупкой капсулы, жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и фильтра мундштука аналогичны описанным выше в отношении фиг. 2a.
На фиг. 2c изображено нагреваемое изделие 200c, генерирующее аэрозоль, которое идентично изделию 200a, описанному в отношении фиг. 2a, но отличается тем, что ацетилцеллюлозный фильтр мундштука был заменен жестким полым мундштуком 2303c. Мундштук 230c является трубчатым и имеет просвет 233c, образующий путь для потока воздуха.
На фиг. 2d изображено нагреваемое изделие 200d, генерирующее аэрозоль, которое идентично изделию 200a, описанному в отношении фиг. 2a, но отличается тем, что передний штранг 251d расположен на дальнем конце 250d изделия 200d. Передний штранг 251d имеет длину 3 мм и перекрывает дальний конец 250d изделия 200d. Передний штранг выполнен из ацетилцеллюлозного материала высокой пористости и обеспечивает путь для потока воздуха в изделие 200d. Передний штранг 251d может способствовать предотвращению утечки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во время использования изделия.
На фиг. 2e изображен вариант осуществления нагреваемого изделия 200e, генерирующего аэрозоль, которое идентично изделию 200a, описанному в отношении фиг. 2a, но отличается тем, что первый летучий жидкий субстрат 80e находится в первой хрупкой капсуле 90e, а второй жидкий летучий субстрат 81e находится во второй хрупкой капсуле 91e. Первая хрупкая капсула 90e расположена в просвете 214e трубчатого средства 210e для удержания жидкости. Вторая хрупкая капсула 91e также расположена в просвете 214e трубчатого средства 200e для удержания жидкости и находится на одной оси с первой хрупкой капсулой 91e в просвете 214e таким образом, что первая хрупкая капсула 90e расположена в направлении дальнего конца 250e, а вторая хрупкая капсула 91e расположена в направлении секции 220e, генерирующей аэрозоль.
Первая хрупкая капсула 90e имеет овально-сфероидальную форму, причем наибольший размер овала выровнен с осью просвета. Овально-сфероидальная форма первой хрупкой капсулы может означать, что ее проще сломать, чем если бы она была круглой сферической по форме, но могут использоваться другие формы капсулы. Первая хрупкая капсула имеет наружную оболочку, содержащую полимерный материал на основе желатина, окружающий жидкий субстрат, образующий аэрозоль.
Вторая хрупкая капсула 91e может быть идентичной первой хрупкой капсуле. Вторая хрупкая капсула 91e также может быть выполнена из другого материала или иметь другую форму в отличие от первой хрупкой капсулы 90e. Первая хрупкая капсула 90e или вторая хрупкая капсула 91e или обе могут иметь форму или конструкцию, отличающуюся от описанных выше.
Первый летучий жидкий субстрат 80e содержит пропиленгликоль, экстракт никотина и 20 весовых процентов воды. Необязательно может быть добавлен широкий ряд ароматизаторов. Широкий ряд веществ для образования аэрозоля может быть использован в качестве альтернативы или в дополнение к пропиленгликолю. Капсула 90e имеет длинную ось, длина которой составляет приблизительно 4 мм, и содержит объем приблизительно 33 микролитра первого жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Второй летучий жидкий субстрат 81e также содержит пропиленгликоль, экстракт никотина и 20 весовых процентов воды, но содержит ароматизаторы, отличающиеся от ароматизаторов первого летучего жидкого субстрата 80e. Вторая хрупкая капсула 91e имеет длинную ось, длина которой составляет приблизительно 4 мм, и содержит объем приблизительно 33 микролитра второго жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
На фиг. 2f изображено нагреваемое изделие 200f, генерирующее аэрозоль, имеющее трубчатое средство 210f для удержания жидкости и фильтр 230f мундштука, собранный так, что он упирается в него внутри непористой обертки 240f. Первая хрупкая капсула 90f, содержащая жидкий субстрат, образующий аэрозоль, расположена в просвете 214f средства 210f для удержания жидкости. Вторая хрупкая капсула 91f, содержащая жидкий субстрат, образующий аэрозоль, также расположена в просвете 214f средства 210f для удержания жидкости. Общая длина изделия 200f составляет 30 мм. Средство для удержания жидкости имеет длину 20 мм, а фильтр 230f имеет длину 10 мм. Материалы средства для удержания жидкости, первой и второй хрупких капсул и фильтра мундштука аналогичны описанным выше в отношении фиг. 2a и 2e. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит пропиленгликоль, экстракт никотина, 20 весовых процентов воды и различные ароматизаторы.
На фиг. 2g изображено нагреваемое изделие 200g, генерирующее аэрозоль, которое идентично изделию 200e, описанному в отношении фиг. 2e, но отличается тем, что ацетилцеллюлозный фильтр мундштука был заменен жестким полым мундштуком 230g. Мундштук 230g является трубчатым и имеет просвет 233g, образующий путь для потока воздуха.
На фиг. 2h изображено нагреваемое изделие 200h, генерирующее аэрозоль, которое идентично изделию 200a, описанному в отношении фиг. 2e, но отличается тем, что передний штранг 251h расположен на дальнем конце 251h изделия 200h. Передний штранг 251h имеет длину 3 мм и перекрывает дальний конец 250h изделия 200h. Передний штранг выполнен из ацетилцеллюлозного материала высокой пористости и обеспечивает путь для потока воздуха в изделие 200h. Передний штранг 251h может способствовать предотвращению утечки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, во время использования изделия.
На фиг. 3 показана система, генерирующая аэрозоль, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 100 для рассеивания тепла, изделие 200a, генерирующее аэрозоль, и устройство 300, генерирующее аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления система, генерирующая аэрозоль, может содержать любые из изделий 200b-h, генерирующих аэрозоль. Система будет описана в сочетании с изделием 200a, генерирующим аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 310, образующий полость 320 для размещения в ней устройства 100 для рассеивания тепла и изделия 200a, генерирующего аэрозоль. Устройство 300 дополнительно содержит нагреватель 330, содержащий главную часть 332 и нагревательный элемент в форме нагревательной пластины 334, которая проникает в устройство 100 для рассеивания тепла таким образом, что часть нагревательной пластины 334 проходит в гнездо 140 в пористой основной части 110, когда устройство 100 для рассеивания тепла размещено в полости 320, как показано на фиг. 3. Нагревательная пластина 334 содержит резистивные нагревательные дорожки 336 для резистивного нагревания устройства 100 для рассеивания тепла. Контроллер 340 управляет работой устройства 300, в том числе подачей электрического тока от батареи 350 на резистивные нагревательные дорожки 336 нагревательной пластины 334.
В примере, показанном на фиг. 3, хрупкая капсула была разрушена перед вставкой изделия 200a в полость 320 устройства 300. Таким образом, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, показан как поглощенный средством 210a для удержания жидкости. В других примерах хрупкая капсула может быть разрушена после или во время вставки изделия 200a, генерирующего аэрозоль, в полость 320 устройства 300. Например, устройство 100 для рассеивания тепла может иметь прокалывающий элемент на своем расположенном ниже по потоку конце, который выполнен с возможностью вхождения в контакт с хрупкой капсулой и ее разрушения во время вставки изделия 200a, генерирующего аэрозоль, в полость 320.
Во время использования контроллер 340 подает электрический ток от батареи 350 к резистивным нагревательным дорожкам 336 для нагревания нагревательной пластины 334. Тепловая энергия затем поглощается пористой основной частью 110 устройства 100 для рассеивания тепла для нагревания пористой основной части 110. Воздух втягивается в устройство 300 через впускные отверстия для воздуха (не показаны) и затем через устройство 100 для рассеивания тепла и вдоль изделия 200a, генерирующего аэрозоль, пользователем от дальнего конца 120 устройства 100 для рассеивания тепла к концу 260a, подносимому ко рту, изделия 200a, генерирующего аэрозоль. По мере втягивания воздуха через пористую основную часть 110, воздух нагревается посредством тепла, поглощенного пористой основной частью 110 от нагревательной пластины 334, перед прохождением через средство 210a для удержания жидкости изделия 200a, генерирующего аэрозоль, для нагревания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в средстве 210a для удержания жидкости.
Во время цикла нагревания по меньшей мере некоторые из одного или нескольких летучих соединений в субстрате, генерирующем аэрозоль, испаряются. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается в воздух, протекающий через средство 210a для удержания жидкости, и конденсируется в элементе 220a, охлаждающем аэрозоль, и мундштучной части 230a с образованием вдыхаемого аэрозоля, который выходит из изделия 200a, генерирующего аэрозоль, на его конце 260a, подносимом ко рту.
На фиг. 4 показано изделие 400, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Изделие 400, генерирующее аэрозоль, имеет конструкцию, подобную конструкции изделия 200a, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2a, причем подобные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. По аналогии с изделием 200a, генерирующим аэрозоль, показанным на фиг. 2a, изделие 400, генерирующее аэрозоль, содержит средство 410 для удержания жидкости, элемент 420, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 430, выровненные по оси и окруженные непористой наружной оберткой 440 с образованием цилиндрического стержня. Однако в отличие от изделия 200a, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2a, изделие 400, генерирующее аэрозоль, содержит устройство 500 для рассеивания тепла на расположенном выше по потоку конце 450 изделия 400, генерирующего аэрозоль. Устройство 500 для рассеивания тепла содержит пористую основную часть 510 в форме цилиндрического штранга материала, аккумулирующего тепло, такого как керамический пеноматериал. Устройство 500 для рассеивания тепла также окружено наружной оберткой 440, вследствие чего устройство 500 для рассеивания тепла образует часть изделия 400, генерирующего аэрозоль. Как показано на фиг. 4, перегородка 405 предусмотрена между расположенным ниже по потоку концом устройства 500 для рассеивания тепла и расположенным выше по потоку концом средства 410 для удержания жидкости для сведения к минимуму степени, с которой средство 410 для удержания жидкости может быть нагрето за счет теплопроводности от устройства 500 для рассеивания тепла.
Поскольку устройство 500 для рассеивания тепла образует часть изделия 400, генерирующего аэрозоль, устройство 500 для рассеивания тепла соединено с возможностью отсоединения с устройством как один компонент с остальной частью изделия 400, генерирующего аэрозоль, а не как два отдельных компонента, как в случае с вариантами осуществления, показанными на фиг. 1-3. Применение изделия 400, генерирующего аэрозоль, во всем остальном аналогично описанному выше в отношении фиг. 3.
Устройство 500 для рассеивания тепла также может быть объединено с любым из вариантов осуществления изделия, генерирующего аэрозоль, показанных на фиг. 2b-h (вместо признаков изделия, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2a).
Хотя в примерах, показанных на фиг. 1-4, изображено, что изделия 200a-h и 400, генерирующие аэрозоль, содержат одну или несколько хрупких капсул, в других примерах может быть предусмотрено три или более хрупких капсул. В некоторых вариантах осуществления изделия могут содержать твердый субстрат, образующий аэрозоль, в дополнение к хрупким капсулам или вместо них.
Кроме того, хотя в примерах, показанных на фиг. 1-4, изображено, что нагревательный элемент в виде нагревательной пластины расположен так, что он проходит в устройство для рассеивания тепла, нагревательный элемент может быть выполнен в виде одного или нескольких нагревательных элементов, проходящих вокруг периферии полости. Дополнительно или альтернативно нагревательный элемент может содержать токоприемник, расположенный в устройстве для рассеивания тепла. Например, токоприемник в форме пластины может быть расположен в устройстве для рассеивания тепла в контакте с пористой основной частью. Один или оба конца токоприемника могут быть заточены или заострены для облегчения вставки в устройство для рассеивания тепла.
Способы применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с использованием изделия, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2a-d, будут описаны со ссылкой на вариант осуществления, показанный на фиг. 2a. Нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, описанные в настоящем документе, предусмотрены в качестве расходуемых изделий, которые должны быть введены в контакт с отдельным устройством, генерирующим аэрозоль, для потребления.
Из уровня техники известны устройства, генерирующие аэрозоль, для нагревания нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих твердый субстрат, образующий аэрозоль. Во всех вариантах осуществления, описанных ниже, первый этап заключается в высвобождении жидкого субстрата 216a, образующего аэрозоль, из его хрупкой капсулы 212a. Это достигается за счет сдавливания изделия в области капсулы между указательным и большим пальцами, чтобы приложить внешнее усилие для разрушения хрупкой капсулы. После разрушения жидкий субстрат, образующий аэрозоль, высвобождается на средство для удержания жидкости и быстро поглощается ним. Изделие 200a, таким образом, подготовлено к использованию и готово к вхождению в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль.
Способы применения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения с использованием изделия, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2e-h, будут описаны со ссылкой на вариант осуществления, показанный на фиг. 2d. Нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, описанные в настоящем документе, предусмотрены в качестве расходуемых изделий, которые должны быть введены в контакт с отдельным устройством, генерирующим аэрозоль, для потребления.
Из уровня техники известны устройства, генерирующие аэрозоль, для нагревания нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих твердый субстрат, образующий аэрозоль. Во всех вариантах осуществления, описанных ниже, первый этап заключается в высвобождении первого летучего жидкого субстрата 80e из первой хрупкой капсулы 90e. Это достигается за счет сдавливания изделия в области первой хрупкой капсулы 90e между указательным и большим пальцами, чтобы приложить внешнее усилие для разрушения первой хрупкой капсулы 90e. После ее разрушения первый жидкий летучий субстрат 80e высвобождается на средство для удержания жидкости и быстро поглощается им.
Если первый жидкий летучий субстрат 80e представляет собой первый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, изделие 200e, таким образом, подготовлено к использованию и готово к введению в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль. После первого использования изделия 200e, генерирующего аэрозоль, второй жидкий летучий субстрат 81e может быть высвобожден из второй капсулы 91e за счет сдавливания изделия в области второй капсулы. Изделие 200e, таким образом, подготовлено к использованию и готово для вхождения в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль, снова для второго использования изделия.
Если первый жидкий летучий субстрат 80e представляет собой составляющую жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и второй жидкий летучий субстрат 81e представляет собой другую составляющую жидкого субстрата, образующего аэрозоль, второй летучий жидкий субстрат 81e должен быть высвобожден из второй хрупкой капсулы 91e перед тем, как изделие 200e будет подготовлено к использованию и готово для вхождения в контакт с устройством, генерирующим аэрозоль. Высвобождение второго летучего жидкого субстрата 81e из второй хрупкой капсулы 91e приводит к смешиванию второго летучего жидкого субстрата 81e с первым летучим жидким субстратом 80e в средстве для удержания жидкости с образованием жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Это достигается за счет сдавливания изделия в области второй хрупкой капсулы 91e между указательным и большим пальцами, чтобы приложить внешнее усилие для разрушения второй хрупкой капсулы 91e. После разрушения второй жидкий летучий субстрат 81e высвобождается на средство для удержания жидкости и быстро поглощается им, где он смешивается с первым жидким летучим субстратом 80e с образованием жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
На фиг. 5 изображено применение устройства, генерирующего аэрозоль, имеющего внешние нагревательные элементы. Такое устройство, генерирующее аэрозоль, известно из уровня техники для потребления изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих твердые субстраты, образующие аэрозоль. Оно будет описано со ссылкой на фиг. 2a. Однако могут быть использованы варианты осуществления, показанные на фиг. 2b-h. Устройство 600 образует полость 620 для размещения в ней дальней части нагреваемого изделия 200a, генерирующего аэрозоль. Множество внешних нагревательных элементов 630 расположены в полости и, когда изделие 200a входит в контакт в полости 620, нагревательные элементы 630 окружают средство для удержания жидкости. Внешние нагревательные элементы могут быть активированы, а затем нагревать средство для удержания жидкости за счет теплопроводности. Внешние нагревательные элементы могут быть активированы, а затем нагревать средство для удержания жидкости за счет излучения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в средстве для удержания жидкости, нагревается и испаряется. По мере того, как пользователь осуществляет затяжки на конце 260a, подносимом ко рту, изделия 200a, испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается в воздух, втягиваемый в охлаждающий элемент 220a изделия 200a. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, охлаждается в секции, охлаждающей аэрозоль, и конденсируется с образованием вдыхаемого аэрозоля. Затем вдыхаемый аэрозоль вдыхается пользователем. Путь для потока воздуха показан стрелками A.
На фиг. 6 изображено применение устройства, генерирующего аэрозоль, имеющего внутренний нагревательный элемент. Такое устройство, генерирующее аэрозоль, известно из уровня техники для потребления изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих твердые субстраты, образующие аэрозоль. Устройство 700 образует полость 720 для размещения в ней дальней части нагреваемого изделия 200a, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент 730 в форме пластины расположен в полости и, когда изделие 200a входит в контакт в полости 720, нагревательный элемент 730 проходит в просвет средства для удержания жидкости. Внутренний нагревательный элемент может быть активирован, а затем нагревать средство для удержания жидкости за счет излучения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в средстве для удержания жидкости, нагревается и испаряется. По мере того, как пользователь осуществляет затяжки на конце 260a, подносимом ко рту, изделия 200a, испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается в воздух, втягиваемый в охлаждающий элемент 220a изделия 200a. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, охлаждается в секции, охлаждающей аэрозоль, и конденсируется с образованием вдыхаемого аэрозоля. Затем вдыхаемый аэрозоль вдыхается пользователем.
На фиг. 7 изображен предпочтительный способ применения нагреваемого изделия 200a-h, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее внутренний нагревательный элемент, как описано в отношении фиг. 6. Устройство 800, генерирующее аэрозоль, находится в контакте с элементом 100 устройства для рассеивания тепла, как описано в отношении фиг. 1, а также с изделием 200a, генерирующим аэрозоль. Элемент 100 устройства для рассеивания тепла представляет собой по существу цилиндрический элемент, выполненный из стекловолокна. Элемент устройства для рассеивания тепла может быть выполнен из других пористых материалов, таких как керамические волокна, керамические пеноматериалы или спеченные металлы. Элемент 100 устройства для рассеивания тепла образует одно или несколько продольно проходящих гнезд, которые позволяют нагревательному элементу 830 устройства 800, генерирующего аэрозоль, проникать в элемент устройства для рассеивания тепла. Внутренний нагревательный элемент может быть активирован, а затем нагревать элемент 100 устройства для рассеивания тепла за счет теплопроводности. Внутренний нагревательный элемент может быть активирован, а затем нагревать элемент 100 устройства для рассеивания тепла за счет излучения. По мере того, как пользователь втягивает воздух через систему, воздух проходит через нагретое устройство 100 для рассеивания тепла и нагревается. Нагретый воздух затем втягивается в изделие, генерирующее аэрозоль, и проходит через средство для удержания жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в средстве для удержания жидкости, нагревается посредством этого нагретого воздуха и испаряется. По мере того, как пользователь продолжает осуществлять затяжки на конце 260a, подносимом ко рту, изделия 200a, испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается в воздух, втягиваемый в охлаждающий элемент 220a изделия 200a. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, охлаждается в элементе, охлаждающем аэрозоль, и конденсируется с образованием вдыхаемого аэрозоля. Затем вдыхаемый аэрозоль вдыхается пользователем.
Вышеописанные конкретные варианты осуществления и примеры иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Следует понимать, что возможны и другие варианты осуществления изобретения, и описанные в данном документе конкретные варианты осуществления и примеры не являются исчерпывающими.