УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ АЭРОЗОЛЯ С НАГРЕВОМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
DEVICE FOR SUPPLY OF AEROSOL WITH RADIATION HEATING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам и системам для подачи аэрозоля, таким как курительные изделия, в частности к устройствам для подачи аэрозоля, которые для получения аэрозоля могут использовать вырабатываемое с помощью электричества тепло (например, курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество, пригодное для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении многих лет было предложено множество курительных устройств, являющихся усовершенствованными версиями курительных изделий, для использования которых необходимо сжигать табак, или альтернативами таким курительным изделиям. Многие из таких устройств были специально разработаны таким образом, чтобы они обеспечивали ощущения, ассоциирующиеся с курением сигареты, сигары или трубки, но не вырабатывали значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, получаемых в результате сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные изделия, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, использующие электрическую энергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытающиеся обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания большого количества табака. Например, различные известные курительные изделия, устройства для подачи аэрозоля и источники для выработки тепла описаны в патенте США №7,726,320, Robinson и др., опубликованной патентной заявке США №2013/0255702, Griffith Jr. и др., и опубликованной патентной заявке США №2014/0096781, Sears и др., которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств для подачи аэрозоля и электрических источников для выработки тепла упоминаются согласно их товарному знаку или коммерческому наименованию в патентной заявке США №14/170,838, Bless и др., поданной 3 февраля 2014 г., которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Необходимо создать резервуар для композиции-предшественника аэрозоля, подходящий для использования в устройстве для подачи аэрозоля и упрощающий конструкцию устройства для подачи аэрозоля. Кроме того, было бы желательно создать устройства для подачи аэрозоля, изготавливаемые с использованием таких резервуаров.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам для подачи аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Устройства для подачи аэрозоля могут улучшать нагрев композиций-предшественников аэрозоля за счет использования нагрева излучением и/или сфокусированного нагрева. Конфигурации устройств для подачи аэрозоля, в которых используют нагрев излучением, могут быть особенно предпочтительными в том аспекте, что в них может практически не происходит обгорание фитиля, который нагревают для испарения доставляемой таким образом жидкости. Использование нагрева излучением также может значительно увеличивать срок службы нагревателя и/или фитиля в устройстве для подачи аэрозоля. Кроме того, нагрев излучением может быть предпочтительным для уменьшения количества и/или устранения любых компонентов термического разложения, образующихся при нагревании жидкости-предшественника аэрозоля. Кроме того, нагрев излучением может уменьшать или устранять проблемы в известных устройствах для образования аэрозоля, такие как пиролиз и/или осаждение обуглившегося вещества на границе между фитилем и нагревательной проволокой, обернутой вокруг фитиля.
В некоторых вариантах осуществления устройства могут содержать камеру, которая выполнена с возможностью улавливания обеспечиваемого в ней электромагнитного излучения. Камера может обеспечивать улавливание излучения, по меньшей мере частично, благодаря конфигурации внутренней поверхности стенки камеры. В некоторых вариантах осуществления устройства могут содержать нагреватель, который обеспечивает сфокусированное нагревание, например, лазерный диод. Предпочтительно лазерный диод может быть выполнен с возможностью обеспечения поступления электромагнитного излучения с определенной длиной волны или в определенной полосе длин волн, которые могут быть настроены для обеспечения испарения композиции-предшественника аэрозоля и/или настроены для нагрева фитиля или аналогичного элемента, с помощью которого может быть осуществлено испарение композиции-предшественника аэрозоля. Лазерный диод может быть, в частности, расположен таким образом, чтобы обеспечивать поступление электромагнитного излучения внутрь камеры, а камера может быть выполнена с возможностью улавливания излучения. Несмотря на то, что предпочтительным является применение лазерных диодов, могут быть использованы и другие источники тепла, в том числе резистивные нагревательные проволоки, микронагреватели или т.п. Подходящие микронагреватели описаны в патенте США №8,881,737, Collett и др., описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Например, микронагреватели могут содержать подложку (например, из кварца, диоксида кремния) с дорожкой нагревателя на ней (например, резистивным элементом из, например, серебра Ag, палладия Pd, титана Ti, платины Pt, Pt/Ti, легированного бором кремния, или же других металлов или металлических сплавов), которые могут быть напечатаны или иным образом нанесены на подложку. Поверх дорожки нагревателя может быть обеспечен пассивирующий слой (например, из оксида алюминия или диоксида кремния). Комбинация камеры и нагревателя, такого как лазерный диод, может образовывать испаритель, а испаритель также может содержать фитиль или подобный элемент. Испаритель может быть расположен внутри наружной оболочки, которая может определять устройство для подачи аэрозоля. Такая наружная оболочка может вмещать все элементы, необходимые для образования устройства для подачи аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления наружная оболочка может быть объединена с управляющим корпусом, который сам по себе может содержать корпус, содержащий элементы, такие как источник питания, микроконтроллер, датчик и выходной элемент (например, светодиод (LED), элемент тактильной обратной связи или т.п.).
В некоторых вариантах осуществления устройство для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению может содержать наружную оболочку, камеру для улавливания излучения, расположенную внутри наружной оболочки и имеющую стенку камеры, а также источник излучения, выполненный с возможностью обеспечения поступления излучения внутрь камеры для улавливания излучения. Устройство для подачи аэрозоля может характеризоваться одной или более дополнительными характеристиками, причем следующие утверждения являются иллюстративными и могут быть скомбинированы любым способом.
Камера для улавливания излучения в устройстве для подачи аэрозоля может иметь по существу сферическую форму.
Камера для улавливания излучения в устройстве для подачи аэрозоля может иметь по существу удлиненную форму (например, по существу трубчатую форму).
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения (например, внутренняя поверхность стенки, образующей камеру, или поверхность стенки внутри камеры) может быть выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения.
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения может быть выполнена в виде черного тела.
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения может быть выполнена в виде белого тела.
Камера для улавливания излучения может иметь впускное отверстие и выпускное отверстие, сообщающиеся по текучей среде.
Источник излучения может быть размещен на стенке камеры для улавливания излучения.
Источник излучения может быть размещен в камере для улавливания излучения на расстоянии от стенки камеры.
Источник излучения может проходить по существу вдоль продольной оси устройства для подачи аэрозоля, в частности таким образом, что он расположен по существу параллельно продольной оси.
Источник излучения может содержать лазерный диод.
Источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от приблизительно 390 нм до приблизительно 1 мм.
Источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне видимого света.
Источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от фиолетового света до дальней инфракрасной области спектра.
Источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения в диапазоне длин волн с шириной полосы не более 1000 нм, не более 500 нм, не более 250 нм, не более 100 нм, не более 50 нм, не более 10 нм, не более 5 нм или не более 2 нм.
Устройство для подачи аэрозоля может содержать фитиль, выполненный с возможностью подачи композиции-предшественника аэрозоля в камеру для улавливания излучения.
Фитиль может проходить по меньшей мере через одно отверстие в стенке камеры для улавливания излучения таким образом, что первая часть фитиля расположена снаружи камеры для улавливания излучения, а вторая часть фитиля расположена внутри камеры для улавливания излучения. Вторая часть фитиля может представлять собой испарительную часть, а первая часть фитиля может представлять собой передающую часть переноса. Первая часть фитиля может представлять собой плечи, проходящие в сторону от второй части фитиля.
Источник излучения может контактировать по меньшей мере с участком второй части фитиля.
Вторая часть фитиля может быть расположена по существу перпендикулярно продольной оси наружной оболочки.
Фитиль может быть выполнен в виде слоя, покрывающего по меньшей мере часть внутренней части стенки камеры для улавливания излучения.
Через стенку камеры для улавливания излучения может проходить канал, через который может проходить часть фитиля.
Наружная оболочка может содержать воздухозаборник и может содержать мундштучный конец с отверстием для аэрозоля.
Устройство для подачи аэрозоля может иметь путь потока воздуха, образованный на одном конце воздухозаборником, а на противоположном конце отверстием для аэрозоля. Путь потока воздуха может проходить через камеру для улавливания излучения. Путь потока воздуха может представлять собой по существу прямую линию.
Устройство для подачи аэрозоля может содержать один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера.
Один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера могут быть расположены в управляющем кожухе, который может быть выполнен с возможностью соединения с наружной оболочкой.
В некоторых вариантах осуществления устройство для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению может содержать наружную оболочку и нагреватель, выполненный с возможностью испарения композиции-предшественника аэрозоля, при этом нагреватель содержит лазерный диод. Устройство для подачи аэрозоля может характеризоваться одной или более дополнительными характеристиками, причем следующие утверждения являются иллюстративными и могут быть скомбинированы любым способом.
Устройство для подачи аэрозоля может содержать один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера.
Один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера могут быть расположены в управляющем кожухе, который может быть выполнен с возможностью соединения с наружной оболочкой.
Наружная оболочка может содержать воздухозаборник и может содержать мундштучный конец с отверстием для аэрозоля.
Устройство для подачи аэрозоля может иметь путь потока воздуха, образованный на одном конце воздухозаборником, а на противоположном конце отверстием для аэрозоля. Путь потока воздуха может представлять собой по существу прямую линию.
Устройство для подачи аэрозоля может содержать фитиль, выполненный с возможностью подачи композиции-предшественника аэрозоля из резервуара к месту испарения нагревателем.
Устройство для подачи аэрозоля может содержать камеру для улавливания излучения с помощью стенки камеры, причем нагреватель расположен внутри камеры для улавливания излучения. Нагреватель может быть размещен на стенке камеры или в ней. Нагреватель может быть расположен на расстоянии от стенки камеры.
Фитиль может проходить по меньшей мере через одно отверстие в стенке камеры для улавливания излучения таким образом, что первая часть фитиля расположена снаружи камеры для улавливания излучения, а вторая часть фитиля расположена внутри камеры для улавливания излучения.
Фитиль может быть выполнен в виде слоя, покрывающего по меньшей мере часть внутренней части стенки камеры для улавливания излучения.
Камера для улавливания излучения может иметь по существу сферическую форму.
Камера для улавливания излучения может иметь по существу удлиненную форму (например, по существу трубчатую форму).
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения (например, внутренняя поверхность стенки, образующей камеру, или поверхность стенки внутри камеры) может быть выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения.
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения может быть выполнена в виде черного тела.
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения может быть выполнена в виде белого тела.
В одном или более вариантов осуществления устройство для подачи аэрозоля может содержать: кожух; жидкость-предшественник аэрозоля; первый нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; второй нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; и элемент переноса жидкости, по меньшей мере один конец которого капиллярно соединен с жидкостью-предшественником аэрозоля; при этом первый нагреватель и второй нагреватель могут быть выровнены по существу параллельно друг другу, а между ними может быть расположена часть элемента переноса жидкости Устройство для подачи аэрозоля может характеризоваться одной или более дополнительными характеристиками, причем следующие утверждения являются иллюстративными и могут быть скомбинированы любым способом.
Жидкость-предшественник аэрозоля может быть физически отделена от первого нагревателя и второго нагревателя по меньшей мере одной стенкой. В частности, по меньшей мере одна стенка может по меньшей мере частично образовывать камеру для хранения жидкости-предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления содержащая жидкость-предшественник аэрозоля камера может быть расположена по существу вокруг кожуха.
Камера для хранения жидкости-предшественника аэрозоля может быть выполнена с возможностью повторного наполнения.
Может быть применена по меньшей мере одна стенка, физически отделяющая жидкость-предшественник аэрозоля от первого нагревателя и второго нагревателя и имеющая по меньшей мере одно отверстие, через которое проходит по меньшей мере один конец элемента переноса жидкости. В частности, по меньшей мере одно отверстие может содержать прокладку для предотвращения утечек.
Первый нагреватель и второй нагреватель могут быть расположены на расстоянии друг от друга с образованием между ними пространства для создания аэрозоля.
Первый нагреватель и второй нагреватель могут быть расположены таким образом, что пространство для создания аэрозоля расположено по существу параллельно продольной оси кожуха.
Устройство может содержать путь потока воздуха через кожух, при этом путь потока воздуха проходит через пространство, образованное между первым нагревателем и вторым нагревателем, а затем к выпускному отверстию для выпуска аэрозоля в кожухе.
Кроме того, устройство может содержать один или более из контроллера, источника питания и датчика расхода.
Устройство для подачи аэрозоля также может содержать второй кожух, который выполнен с возможностью соединения с кожухом и в котором размещены один или более из контроллера, источника питания и датчика расхода.
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение может включать испаритель для устройства подачи аэрозоля. В частности, испаритель может содержать камеру для улавливания излучения, образованную стенкой камеры, источник излучения, расположенный внутри камеры для улавливания излучения, и фитиль, по меньшей мере часть которого расположена внутри камеры для улавливания излучения для обеспечения испарения нагревателем. Испаритель может характеризоваться одной или более дополнительными характеристиками, причем следующие утверждения являются иллюстративными и могут быть скомбинированы любым способом.
Камера для улавливания излучения может иметь по существу сферическую форму.
Камера для улавливания излучения может иметь по существу удлиненную форму (например, может иметь по существу трубчатую форму).
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения (например, внутренняя поверхность стенки, образующей камеру, или поверхность стенки внутри камеры) может быть выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения.
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения может быть выполнена в виде черного тела.
Внутренняя часть камеры для улавливания излучения может быть выполнена в виде белого тела.
Источник излучения может содержать лазерный диод.
Источник излучения может содержать резистивную нагревательную проволоку.
В одном или более вариантов осуществления испаритель для устройства подачи аэрозоля может содержать: первый нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; второй нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; и элемент переноса жидкости, расположенным между первым нагревателем и вторым нагревателем, которые могут быть выровнены по существу параллельно друг другу. Испаритель может характеризоваться одной или более дополнительными характеристиками, причем следующие утверждения являются иллюстративными и могут быть скомбинированы любым способом.
Первый нагреватель и второй нагреватель могут быть расположены на расстоянии друг от друга, при этом их соответствующие нагревательные поверхности обращены друг к другу.
Элемент переноса жидкости может и не находиться в прямом контакте с одним из первого нагревателя и второго нагревателя.
Первый нагреватель и второй нагреватель могут иметь по существу плоскую форму.
Каждый из первого нагревателя и второго нагревателя может содержать подложку с дорожкой нагревателя на поверхности для образования нагревательной поверхности. При необходимости, нагревательная поверхность каждого из первого нагревателя и второго нагревателя также может содержать пассивирующий слой, расположенный поверх дорожки нагревателя.
Элемент переноса жидкости может содержать керамический материал.
Элемент переноса жидкости может содержать волокнистый материал.
Элемент переноса жидкости может содержать жесткую пористую структуру, которая содержит сеть открытых пор (т.е. пористое стекло, спеченные пористые стеклянные шарики, спеченные пористые керамические шарики, пористый углерод или графит).
Элемент переноса жидкости может иметь противоположные концы. В частности, по меньшей мере один из противоположных концов элемента переноса жидкости может проходить в сторону от первого нагревателя и второго нагревателя без его нагрева первым нагревателем и вторым нагревателем.
Кроме того, испаритель может содержать кожух испарителя, образованный по меньшей мере одной стенкой, окружающей первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент.
Кожух испарителя может содержать по меньшей мере одно отверстие, через которое проходит элемент переноса жидкости.
Кожух испарителя может содержать прокладку для предотвращения утечек по меньшей мере в одном отверстии.
Кожух испарителя может содержать впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для выпуска аэрозоля.
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение может относиться к способам образования устройства для подачи аэрозоля. Например, такой способ может включать введение испарителя в наружную оболочку, причем испаритель содержит камеру для улавливания излучения и нагреватель, выполненный с возможностью обеспечения электромагнитного излучения. Кроме того, испаритель может содержать фитиль, который может проходить через отверстие в камеру для улавливания излучения и/или который может по существу покрывать внутреннюю поверхность камеры, например, внутреннюю поверхность стенки, образующей камеру улавливания излучения. Способ может включать установление электрического соединения между нагревателем и одним или более электрических контактов. Электрические контакты могут быть выполнены с возможностью обеспечения электрического соединения между нагревателем и источником питания, который может быть размещен внутри наружной оболочки или может быть размещен внутри отдельного управляющего корпуса, который может быть соединен с наружной оболочкой для создания электрического соединения. Способ может включать введение резервуара в наружную оболочку таким образом, чтобы фитиль сообщался по текучей среде с композицией-предшественником аэрозоля, хранящейся в резервуаре.
В одном или более вариантах осуществления настоящее изобретение может относиться к способам образования пара для вдыхания. Например, такой способ может включать: подачу жидкости-предшественника аэрозоля по элементу переноса жидкости, часть которого расположена между первым нагревателем и вторым нагревателем, которые выровнены по существу параллельно друг другу; и подачу на первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент питания, достаточного для того, чтобы первый нагреватель и второй нагреватель были способны нагревать и испарять по меньшей мере часть жидкости-предшественника аэрозоля, подаваемой по элементу переноса жидкости. Способ может определяться одной или более другими характеристиками, причем следующие утверждения являются иллюстративными и могут быть скомбинированы любым способом.
Первый нагреватель и второй нагреватель могут быть отделены друг от друга таким образом, что между ними образовано пространство для создания аэрозоля, при этом элемент переноса жидкости расположен внутри пространства для создания аэрозоля и физически не контактирует с любым из первого нагревателя и второго нагревателя.
Нагрев жидкости-предшественника аэрозоля, подаваемой по элементу переноса жидкости, может представлять собой по существу только нагрев излучением с помощью первого нагревателя и второго нагревателя.
Настоящее изобретение включает, без ограничений, следующие варианты осуществления:
Вариант осуществления 1: Устройство для подачи аэрозоля, содержащее: наружную оболочку; камеру для улавливания излучения, расположенную внутри наружной оболочки и имеющую стенку камеры; источник излучения, выполненный с возможностью обеспечения поступления излучения внутрь камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 2: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет по существу сферическую форму.
Вариант осуществления 3: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет удлиненную форму.
Вариант осуществления 4: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры для улавливания излучения выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения.
Вариант осуществления 5: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры выполнена в виде черного тела.
Вариант осуществления 6: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры выполнена в виде белого тела.
Вариант осуществления 7: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, сообщающиеся по текучей среде.
Вариант осуществления 8: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения размещен на стенке камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 9: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения размещен в камере для улавливания излучения и расположен на расстоянии от стенки камеры.
Вариант осуществления 10: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения проходит по существу вдоль продольной оси устройства для подачи аэрозоля.
Вариант осуществления 11: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения содержит лазерный диод.
Вариант осуществления 12: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения выполнен с возможностью испускания излучения с длиной волны в диапазоне от приблизительно 390 нм до приблизительно 1 мм.
Вариант осуществления 13: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее фитиль, выполненный с возможностью подачи композиции-предшественника аэрозоля в камеру для улавливания излучения.
Вариант осуществления 14: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором фитиль проходит по меньшей мере через одно отверстие в стенке камеры для улавливания излучения таким образом, что первая часть фитиля расположена снаружи камеры для улавливания излучения, а вторая часть фитиля расположена внутри камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 15: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения контактирует по меньшей мере с участком второй части фитиля.
Вариант осуществления 16: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором вторая часть фитиля расположена по существу перпендикулярно продольной оси наружной оболочки.
Вариант осуществления 17: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором фитиль выполнен в виде слоя, покрывающего по меньшей мере часть внутренней части стенки камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 18: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором через стенку камеры для улавливания излучения проходит канал, через который проходит часть фитиля.
Вариант осуществления 19: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором наружная оболочка содержит воздухозаборник и содержит мундштучный конец с отверстием для аэрозоля.
Вариант осуществления 20: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера.
Вариант осуществления 21: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера расположены в управляющем кожухе, выполненном с возможностью соединения с наружной оболочкой.
Вариант осуществления 22: Устройство для подачи аэрозоля, содержащее: наружную оболочку; и нагреватель, выполненный с возможностью испарения композиции-предшественника аэрозоля, причем нагреватель содержит лазерный диод.
Вариант осуществления 23: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера.
Вариант осуществления 24: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором один или более из источника электрической энергии, датчика давления и микроконтроллера расположены в управляющем кожухе, выполненном с возможностью соединения с наружной оболочкой.
Вариант осуществления 25: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором наружная оболочка содержит воздухозаборник и содержит мундштучный конец с отверстием для аэрозоля.
Вариант осуществления 26: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее фитиль, выполненный с возможностью подачи композиции-предшественника аэрозоля из резервуара к месту испарения нагревателем.
Вариант осуществления 27: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее камеру для улавливания излучения с помощью стенки камеры, причем нагреватель расположен внутри камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 28: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором фитиль проходит по меньшей мере через одно отверстие в стенке камеры для улавливания излучения таким образом, что первая часть фитиля расположена снаружи камеры для улавливания излучения, а вторая часть фитиля расположена внутри камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 29: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором фитиль выполнен в виде слоя, покрывающего по меньшей мере часть внутренней части стенки камеры для улавливания излучения.
Вариант осуществления 30: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет по существу сферическую форму.
Вариант осуществления 31: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет удлиненную форму.
Вариант осуществления 32: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры для улавливания излучения выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения.
Вариант осуществления 33: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры выполнена в виде черного тела.
Вариант осуществления 34: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры выполнена в виде белого тела.
Вариант осуществления 35: Испаритель для устройства подачи аэрозоля, содержащий: камеру для улавливания излучения, образованную стенкой камеры; источник излучения, расположенный внутри камеры для улавливания излучения; и фитиль, по меньшей мере часть которого расположена внутри камеры для улавливания излучения для обеспечения испарения нагревателем.
Вариант осуществления 36: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет по существу сферическую форму.
Вариант осуществления 37: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для улавливания излучения имеет удлиненную форму.
Вариант осуществления 38: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры для улавливания излучения выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения.
Вариант осуществления 39: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры выполнена в виде черного тела.
Вариант осуществления 40: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором внутренняя часть стенки камеры выполнена в виде белого тела.
Вариант осуществления 41: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором источник излучения содержит лазерный диод.
Вариант осуществления 42: Испаритель для устройства подачи аэрозоля, содержащий: первый нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; второй нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; и элемент переноса жидкости, расположенный между первым нагревателем и вторым нагревателем, которые выровнены по существу параллельно друг другу.
Вариант осуществления 43: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором первый нагреватель и второй нагреватель могут быть расположены на расстоянии друг от друга, причем их соответствующие нагревательные поверхности обращены друг к другу.
Вариант осуществления 44: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором элемент переноса жидкости не находится в прямом контакте с одним из первого нагревателя и второго нагревателя.
Вариант осуществления 45: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором первый нагреватель и второй нагреватель имеют по существу плоскую форму.
Вариант осуществления 46: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором каждый из первого нагревателя и второго нагревателя содержит подложку с дорожкой нагревателя на поверхности для образования нагревательной поверхности.
Вариант осуществления 47: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором нагревательная поверхность каждого из первого нагревателя и второго нагревателя также содержит пассивирующий слой, расположенный поверх дорожки нагревателя.
Вариант осуществления 48: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором элемент переноса жидкости содержит материал, содержащий сеть открытых пор.
Вариант осуществления 49: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором элемент переноса жидкости имеет противоположные концы, по меньшей мере один из которых проходит без его нагрева первым нагревателем и вторым нагревателем.
Вариант осуществления 50: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, который также содержит кожух испарителя, образованный по меньшей мере одной стенкой, окружающей первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент.
Вариант осуществления 51: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором кожух испарителя имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое проходит элемент переноса жидкости.
Вариант осуществления 52: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором кожух испарителя содержит прокладку для предотвращения утечек по меньшей мере в одном отверстии.
Вариант осуществления 53: Испаритель по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором кожух испарителя имеет впускное отверстие для впуска воздуха и выпускное отверстие для выпуска аэрозоля.
Вариант осуществления 54: Устройство для подачи аэрозоля, содержащее: кожух; жидкость-предшественник аэрозоля; первый нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; второй нагреватель, имеющий нагревательную поверхность; и элемент переноса жидкости, по меньшей мере один конец которого капиллярно соединен с жидкостью-предшественником аэрозоля; при этом первый нагреватель и второй нагреватель выровнены по существу параллельно друг другу, а между ними расположена часть элемента переноса жидкости.
Вариант осуществления 55: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором жидкость-предшественник аэрозоля физически отделена от первого нагревателя и второго нагревателя по меньшей мере одной стенкой.
Вариант осуществления 56: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором по меньшей мере одна стенка по меньшей мере частично образует камеру для хранения жидкости-предшественника аэрозоля.
Вариант осуществления 57: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для хранения жидкости-предшественника аэрозоля расположена по существу вокруг кожуха.
Вариант осуществления 58: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором камера для хранения жидкости-предшественника аэрозоля выполнена с возможностью повторного наполнения.
Вариант осуществления 59: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором по меньшей мере одна стенка физически отделяющая жидкость-предшественник аэрозоля от первого нагревателя и второго нагревателя, имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое проходит по меньшей мере один конец элемента переноса жидкости.
Вариант осуществления 60: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором по меньшей мере одно отверстие содержит прокладку для предотвращения утечек.
Вариант осуществления 61: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором первый нагреватель и второй нагреватель расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что между ними образовано пространство для создания аэрозоля.
Вариант осуществления 62: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, в котором первый нагреватель и второй нагреватель расположены таким образом, что пространство для создания аэрозоля расположено по существу параллельно продольной оси кожуха.
Вариант осуществления 63: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, имеющее путь потока воздуха через кожух, причем указанный путь потока воздуха проходит через пространство, образованное между первым нагревателем и вторым нагревателем, а затем к выпускному отверстию для выпуска аэрозоля в кожухе.
Вариант осуществления 64: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее один или более из контроллера, источника питания и датчика расхода.
Вариант осуществления 65: Устройство для подачи аэрозоля по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, дополнительно содержащее второй кожух, который выполнен с возможностью соединения с кожухом и в котором размещены один или более из контроллера, источника питания и датчика расхода.
Вариант осуществления 66: Способ образования пара для вдыхания, согласно которому: подают жидкость-предшественник аэрозоля по элементу переноса жидкости, часть которого расположена между первым нагревателем и вторым нагревателем, которые выровнены по существу параллельно друг другу; и подают на первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент питание, достаточное для того, чтобы первый нагреватель и второй нагреватель были способны нагревать и испарять по меньшей мере часть жидкости-предшественника аэрозоля, подаваемой по элементу переноса жидкости.
Вариант осуществления 67: Способ по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, согласно которому первый нагреватель и второй нагреватель отделены друг от друга таким образом, что между ними образовано пространство для создания аэрозоля, при этом элемент переноса жидкости расположен внутри пространства для создания аэрозоля и физически не контактирует с любым из первого нагревателя и второго нагревателя.
Вариант осуществления 68: Способ по любому предшествующему или последующему варианту осуществления, согласно которому нагрев жидкости-предшественника аэрозоля, подаваемой по элементу переноса жидкости, представляет собой по существу только нагрев излучением с помощью первого нагревателя и второго нагревателя.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более вышеуказанных вариантов осуществления, а также комбинации любых двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в данном описании изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме в конкретном типовом варианте осуществления, описанном в настоящей заявке. Настоящее описание предназначено для создания целостной картины изобретения, так что любые отдельные признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и вариантов осуществления следует рассматривать как комбинируемые, если контекст явно не указывает на иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Таким образом, на основе описанных выше общих положений далее будут сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:
На фиг. 1 представлен вид с частичным разрезом устройства для подачи аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, содержащий множество элементов, которые могут быть использованы в устройстве для подачи аэрозоля согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2а представлен частично прозрачный вид камеры для улавливания излучения с отверстиями для фитиля, предназначенной для использования в качестве испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2b представлен вид в поперечном разрезе испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащий камеру для улавливания излучения, источник излучения и фитиль;
На фиг. 2с представлен частично прозрачный вид камеры для улавливания излучения с каналом в ней, предназначенной для использования в качестве испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2d представлен вид в поперечном разрезе испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащего камеру для улавливания излучения, источник излучения и фитиль;
На фиг. 3 представлен перспективный вид с частичным разрезом устройства для подачи аэрозоля согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3а представлен вид в поперечном разрезе по плоскости ху устройства для подачи аэрозоля, показанного на фиг. 3;
На фиг. 3d представлен вид в поперечном разрезе по плоскости xz устройства для подачи аэрозоля, показанного на фиг. 3;
На фиг. 4 представлен перспективный вид с частичным разрезом другого устройства для подачи аэрозоля согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 5 представлен перспективный вид с частичным разрезом еще одного устройства для подачи аэрозоля согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 5а представлен вид в поперечном разрезе по плоскости yz устройства для подачи аэрозоля, показанного на фиг. 5;
На фиг. 6 представлен перспективный вид с частичным разрезом еще одного устройства для подачи аэрозоля согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 7а представлен вид сверху микронагревателя, пригодного для использования в устройстве согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 7а представлен вид сбоку микронагревателя, пригодного для использования в устройстве согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 8 представлено перспективное изображение с пространственным разделением деталей испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащего первый нагреватель, второй нагреватель и элемент переноса жидкости между ними;
На фиг. 9а представлено перспективное изображение испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащего первый нагреватель, второй нагреватель и элемент переноса жидкости между ними;
На фиг. 9b представлен вид сбоку испарителя по фиг. 9а;
На фиг. 9с представлен вид сбоку испарителя по фиг. 9а с нагревателями, установленными в положение, в котором они выровнены не напротив друг друга;
На фиг. 10а представлено перспективное изображение испарителя согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащего камеру, содержащую два нагревателя, и элемент переноса жидкости, расположенный между двумя нагревателями и проходящий за пределы камеры;
На фиг. 10b представлен частичный поперечный разрез испарителя по фиг. 10а;
На фиг. 11 представлен частичный поперечный разрез устройства для подачи аэрозоля согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащего волокнистый резервуар с абсорбированной и/или адсорбированной в нем жидкостью-предшественником аэрозоля; и
На фиг. 12 представлен частичный поперечный разрез устройства для подачи аэрозоля согласно типовым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержащего расширительный бачок, содержащий жидкость-предшественник аэрозоля.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на примеры его осуществления. Эти примеры осуществления описаны таким образом, чтобы настоящее изобретение было всеобъемлющим и законченным, и полностью передают объем настоящего изобретения для специалистов в данной области техники. Следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в множестве различных форм и не его следует рассматривать как ограниченное описанными в настоящей заявке вариантами осуществления; напротив, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет требованиям законодательства. При использовании в данном описании и прилагаемой формуле изобретения форм единственного числа, они включают ссылки на формы множественного числа, если из контекста явно не следует иное.
Как описано далее, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам для подачи аэрозоля. В системах для подачи аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением для нагревания материала используют электроэнергию (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо существенной степени и/или без существенного химического изменения материала) для образования вдыхаемого вещества; причем компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем для подачи аэрозоля не приводит к образованию дыма - т.е. из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование указанных предпочтительных систем приводит к выработке паров, образующихся за счет испарения или парообразования некоторых содержащихся в них компонентов. В предпочтительных вариантах осуществления компоненты систем для подачи аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, которые в наиболее предпочтительных вариантах осуществления изобретения содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, и следовательно, выдают полученные из табака компоненты в виде аэрозоля.
Изделия для получения аэрозоля определенных предпочтительных систем для подачи аэрозоля могут обеспечивать многие из ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, виды вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные признаки, например, созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые используют, поджигая и сжигая табак (и, следовательно, вдыхая табачный дым), фактически без сгорания в какой-либо существенной степени любого компонента этих изделий или систем. Например, изделие для получения аэрозоля согласно настоящему изобретению могут держать и использовать подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного типа, затягиваться с одного конца для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, делать затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.
Устройства для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия для подачи лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть выполнены с возможностью подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут по существу принимать парообразную форму (т.е. вещества, находящегося в газообразной фазе при температуре ниже критической температуры). В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения вдыхаемые вещества могут иметь аэрозольную форму (т.е. взвесь тонкодисперсных твердых частиц или жидких капель в газе). Для упрощения описания термин «аэрозоль» в контексте настоящего документа включает пары, газы и аэрозоли в той форме или принадлежащие к такому типу, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми и имеют ли они форму, которую можно считать дымоподобной.
Устройства для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению в целом содержат несколько компонентов, расположенных внутри наружной корпусной части или оболочки, которая может названа кожухом. Общая конструкция наружной корпусной части или оболочки может варьироваться, а также может варьироваться форма или конфигурация наружной корпусной части, которая может определять общие размеры и форму устройства для подачи аэрозоля. Как правило, удлиненная корпусная часть, напоминающая по форме сигарету или сигару, может быть образована из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть образован из двух или более разделяемых корпусных частей. Например, устройство для подачи аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпусную часть, которая может иметь по существу трубчатую форму и, таким образом, его форма может напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном варианте осуществления все компоненты устройства для подачи аэрозоля расположены внутри единого кожуха. В альтернативном варианте осуществления изобретения устройство для подачи аэрозоля может содержать два или более кожухов, соединяемые друг с другом с возможностью разъединения. Например, устройство для подачи аэрозоля на одном конце может содержать управляющий корпус, содержащий кожух, вмещающий один или более компонентов (например, батарею и различные электронные устройства для управления работой изделия), а на другом конце может быть съемно присоединена наружная корпусная часть или оболочка, содержащая образующие аэрозоль компоненты (например, один или более компонентов предшественника аэрозоля, например, ароматизаторы и аэрозолеобразователи, один или более нагревателей и/или один или более фитилей).
Устройства для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению могут состоять из наружного кожуха или оболочки, которые по имеют существу нетрубчатую форму, но могут иметь и значительно большие размеры. Кожух или оболочка могут содержать мундштук и/или могут быть выполнены с возможностью размещения внутри их отдельной оболочки (например, картриджа), которая может содержать расходные элементы, такие как жидкий аэрозолеобразователь, а также может содержать выпариватель или испаритель.
Устройства для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию из источника питания (т.е. источника электрической энергии), по меньшей мере одного компонента управления (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения подачи питания для выработки тепла, например, путем управления протеканием электрического тока от источника питания к другим компонентам изделия - например, микроконтроллера или микропроцессора), нагревателя или теплообразующего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам по себе или в сочетании с одним или более дополнительных элементов может, как правило, упоминаться как «испаритель»), композиции-предшественника аэрозоля (например, как правило, жидкости, способной образовывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, как правило, упоминаемые как «курительный сок», «жидкость для электронных сигарет» и «сок для электронных сигарет»), а также мундштука или области для введения в рот для обеспечения возможности выполнения затяжки из устройства для подачи аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, определенного пути для прохождения воздуха через изделие таким образом, чтобы образуемый аэрозоль мог быть извлечен из него при затяжке).
Более конкретные формы, конфигурации и компоновки компонентов в таких системах для подачи аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением станут очевидными после ознакомления с нижеследующим подробным описанием. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов системы для подачи аэрозоля станут понятными при изучении имеющихся в продаже электронных устройств для подачи аэрозоля, например, типовых изделий, перечисленных в разделе с описанием уровня техники настоящего изобретения.
Один типовой вариант осуществления устройства 100 для подачи аэрозоля, иллюстрирующий компоненты, которые могут быть использованы в устройстве для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению, представлен на фиг. 1. Как показано на представленном виде с частичным разрезом, устройство 100 для подачи аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, которые могут быть неразъемно или разъемно соединены с выравниванием для обеспечения функциональной взаимосвязи. Зацепление управляющего корпуса 102 и картриджа 104 может быть осуществлено способом тугой посадки (как показано на фигуре), неподвижной посадки, может быть резьбовым, магнитным или т.п. В частности, могут быть использованы соединительные компоненты, которые будут описаны далее в настоящем документе. Например, управляющий корпус может содержать соединитель, который выполнен с возможностью зацепления с соединителем на картридже.
В конкретных вариантах осуществления одно или оба из управляющего корпуса 102 и картриджа 104 могут упоминаться как одноразовые или предназначенные для многократного использования. Например, управляющий корпус может содержать сменную батарею или перезаряжаемую аккумуляторную батарею и, таким образом, в ней может быть применена технология подзарядки любого типа, включая подключение к типовой электрической розетке, подключение к автомобильному зарядному устройству (т.е. к гнезду прикуривателя) и подключение к компьютеру, например, через кабель универсальной последовательной шины (USB). Например, адаптер, содержащий USB-разъем на одном конце и разъем управляющего корпуса на противоположном конце, описан в опубликованной патентной заявке США №2014/0261495, Novak и др., которая полностью включена в настоящее описание посредством ссылки. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления картридж может содержать одноразовый картридж, как описано в патенте США №8,910,639, Chang и др., который полностью включен в настоящее описание посредством ссылки.
Как показано на фиг. 1, управляющий корпус 102 может состоять из оболочки 101 управляющего корпуса, которая может содержать компонент 106 управления (например, печатную плату (РСВ), интегральную схему, компонент запоминающего устройства, микроконтроллер или т.п.), датчик 108 расхода, батарею 110 и светодиод 112, причем эти компоненты могут быть взаимно ориентированы различным образом. Дополнительные индикаторы (например, тактильный компонент обратной связи, звуковой компонент обратной связи или т.п.) могут быть применены в дополнение к светодиоду или в качестве альтернативы ему. Другие типовые примеры компонентов, которые обеспечивают визуальную индикацию, или индикаторов, например, светодиодных (LED) компонентов, а также их конфигурации и использования описаны в патенте США №5,154,192, Sprinkel и др.; патенте США №8,499,766, Newton, и патенте США №8,539,959, Scatterday; а также в патентной заявке США №14/173,266, поданной 5 февраля 2014 г., Sears и др.; которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
2
2
Картридж 104 может состоять из оболочки 103 картриджа, вмещающей резервуар 144, который сообщается по текучей среде с элементом 136 переноса жидкости, выполненным с возможностью переноса или перемещения иным образом композиции-предшественника аэрозоля, хранящейся в кожухе резервуара, в нагреватель 134. Элемент переноса жидкости может быть образован из одного или более материалов, способных переносить жидкость, например, благодаря капиллярному эффекту. Элемент переноса жидкости может быть образован, например, из волокнистых материалов (например, органического хлопка, ацетата целлюлозы, восстановленных целлюлозных материалов, стекловолокна), пористой керамики, пористого углерода, графита, пористого стекла, шариков из спеченного стекла, капиллярных трубок или т.п. Таким образом, элемент переноса жидкости может быть выполнен из любого материала, который содержит сеть открытых пор (т.е. множество пор, которые соединены между собой таким образом, что текучая среда может перетекать из одной поры в другую в множестве направлений по всему элементу). Для изготовления резистивного нагревательного элемента 134 могут быть использованы различные материалы, способные вырабатывать тепло при прохождении через них электрического тока. Примеры материалов, из которых может быть изготовлена проволочная катушка, включают канталь (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi), силицид молибдена (MoSi), легированный алюминием дисилицид молибдена (Mo(Si,Al)), титан, платину, серебро, палладий, графит и материалы на основе графита (например, пены и нити на основе углерода), а также керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Кроме того, как описано в настоящем документе, нагреватель может содержать материалы, способные обеспечивать электромагнитное излучение, включая лазерные диоды.
Для обеспечения возможности выхода образованного аэрозоля из картриджа 104 в оболочке 103 картриджа (например, на мундштучном конце), может быть образовано отверстие 128. Такие компоненты являются типичными компонентами, которые могут присутствовать в картридже, и они не предназначены для ограничения объема компонентов картриджа, которые охватываются настоящим изобретением.
Картридж 104 также может включать один или более электронных компонентов 150, которые могут включать интегральную схему, компонент запоминающего устройства, датчик или т.п. Электронный компонент 150 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с компонентом 106 управления и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронный компонент 150 может быть расположен в любом месте внутри картриджа 104 или его основания 140.
Хотя компонент 106 управления и датчик 108 расхода показаны как отдельные элементы, подразумевается, что компонент управления и датчик расхода могут быть объединены в виде электронной печатной платы с прикрепленным непосредственно к ней датчиком расхода воздуха. Кроме того, электронная печатная плата может быть расположена горизонтально относительно иллюстрации по фиг. 1 таким образом, что электронная печатная плата может быть параллельна в продольном направлении центральной оси управляющего корпуса. В некоторых вариантах осуществления датчик расхода воздуха может иметь свою собственную печатную плату или другой поддерживающий элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых вариантах осуществления может быть использована гибкая печатная плата. Гибкая печатная плата может иметь любую из множества форм, включая по существу трубчатые формы.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью обеспечения зацепления между ними с возможностью переноса жидкости. Как показано на фиг. 1, управляющий корпус 102 может содержать соединитель 124, содержащий внутреннюю полость 125. Картридж 104 может содержать основание 140, выполненное с возможностью зацепления с соединителем 124, и может содержать выступ 141, выполненный с возможностью его помещения внутрь полости 125. Такое зацепление может обеспечивать прочное соединение между органом 102 управления и картриджем 104, а также установление электрического соединения между батареей 110 и компонентом 106 управления в управляющем корпусе, а также нагревателем 134 в картридже. Кроме того, оболочка 101 управляющего корпуса может иметь впускное отверстие 118 для впуска воздуха, которое может представлять собой выемку в оболочке, где она соединяется с соединителем 124, который позволяет проходить окружающему воздуху вокруг соединителя и в оболочку, где он затем проходит через полость 125 соединителя и в картридж через выступ 141.
Соединитель и основание, используемые согласно настоящему изобретению, описаны в опубликованной патентной заявке США №2014/0261495, Novak и др., раскрытие которой полностью включено в настоящее описание посредством ссылки. Например, соединитель, как показано на фиг. 1, может определять наружную периферию 126, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 142 основания 140. В одном варианте осуществления внутренняя периферия основания может определять радиус, который по существу равен или немного превышает радиус внешней периферии соединителя. Кроме того, соединитель 124 может содержать один или более выступов 129 на внешней периферии 126, выполненных с возможностью зацепления с одним или более пазов 178, образованных на внутренней периферии основания. Однако могут быть использованы различные другие варианты конструкций, форм и компонентов для соединения основания с соединителем. В некоторых вариантах осуществления соединение между основанием 140 картриджа 104 и соединителем 124 управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других вариантах осуществления соединение между ними может быть разъемным, чтобы, например, управляющий корпус можно было повторно использовать с одним или более другими картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или заправляемыми.
В некоторых вариантах осуществления устройство 100 подачи аэрозоля может иметь по существу стержневидную форму или по существу трубчатую форму, или по существу цилиндрическую форму. Другие варианты осуществления включают другие формы и размеры, например, прямоугольное или треугольное поперечное сечение, многогранные формы или т.п.
Резервуар 144, показанный на фиг. 1 может быть контейнером или может представлять собой волокнистый резервуар, как описано ниже. Например, резервуар 144 может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу сформованных в виде трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 103 картриджа в этом варианте осуществления. Композицию-предшественник аэрозоля можно хранить в резервуаре 144. Жидкие компоненты, например, можно хранить в резервуаре 144 с сорбентом. Резервуар 144 может быть соединен по текучей среде с элементом 136 переноса жидкости. Элемент 136 переноса жидкости может транспортировать композицию-предшественник аэрозоля, хранящуюся в резервуаре 144, благодаря капиллярному эффекту к нагревательному элементу 134, который в этом варианте осуществления выполнен в виде катушки из металлической проволоки. Таким образом, нагревательный элемент 134 находится в положении, позволяющем осуществлять нагрев с помощью элемента 136 переноса жидкости.
При использовании, когда пользователь делает затяжку из изделия 100, датчик 108 обнаруживает поток воздуха, происходит активация нагревательного элемента 134 и испарение компонентов композиции-предшественника аэрозоля с помощью нагревательного элемента 134. При затяжке через мундштучный конец изделия 100 окружающий воздух входит в отверстие 118 для впуска воздуха и проходит через полость 125 в соединителе 124 и центральное отверстие в выступе 141 основания 140. В картридже 104 втянутый воздух смешивают с паром для образования аэрозоля. Аэрозоль вытягивают, отсасывают или иным образом извлекают из нагревательного элемента 134 и он выходит из отверстия 128 со стороны рта в мундштучном конце изделия 100.
В устройство для подачи аэрозоля может быть включен элемент ввода. Элемент ввода может позволять пользователю управлять функциями устройства и/или выводить информацию для пользователя. В качестве элемента ввода для управления работой устройства может быть использован любой компонент или комбинация компонентов. Например, может быть использован один или более кнопочных выключателей, как описано в патентной заявке США №14/193,961, поданной 28 февраля 2014 г., Worm и др., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, может быть использован сенсорный экран, как описано в патентной заявке США №14/643,626, поданной 10 марта 2015 г., Sears и др., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. В другом примере в качестве источников ввода могут быть использованы компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основе определенных перемещений устройства для подачи аэрозоля. См. патентную заявку США №14/565,137, поданную 9 декабря 2014 г., Henry и др., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
В некоторых вариантах осуществления устройство ввода может представлять собой компьютер или вычислительное устройство, такое как смартфон или планшет. В частности, устройство для подачи аэрозоля может быть подключено к компьютеру или другому устройству, например, с помощью кабеля USB или аналогичного. Устройство для подачи аэрозоля также может осуществлять связь с компьютером или другим устройством, выступающим в качестве устройства ввода, посредством беспроводной связи. См., например, системы и способы управления устройством посредством запроса на считывание, описанные в патентной заявке США №14/327,776, поданной 10 июля 2014 г., Ampolini и др., раскрытие которой включено в настоящее описание посредством ссылки. В таких вариантах осуществления приложение или другая компьютерная программа может быть использована с компьютером или другим вычислительным устройством для ввода управляющих команд в устройство для подачи аэрозоля, причем такие управляющие команды включают, например, обеспечение образования аэрозоля определенного состава путем выбора содержания никотина и/или содержания дополнительных включаемых ароматизаторов.
Различные компоненты устройства для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть выбраны из описанных в данной области техники и имеющихся в продаже компонентов. Примеры батарей, которые могут быть использованы, описаны в опубликованной патентной заявке США №2010/0028766 (Peckerar и др.), описание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Устройство для подачи аэрозоля может включать датчик или детектор для управления подачей электрической энергии на теплообразующий элемент, когда требуется образование аэрозоля (например, при затяжке во время использования). Таким образом, например, предложен способ выключения подачи питания на теплообразующий элемент, пока во время использования с помощью устройства для подачи аэрозоля не производят затяжку, и для включения подачи питания для активации или запуска выработки тепла теплообразующим элементом во время затяжки. Дополнительные типовые примеры механизмов для измерения или определения, их структура и конфигурация, их компоненты и общие принципы их работы описаны в патенте США №5,261,424, Sprinkel, Jr.; патенте США №5,372,148, McCafferty и др.; и РСТ WO 2010/003480, Flick; которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
Устройство для подачи аэрозоля наиболее предпочтительно содержит механизм управления для управления количеством электрической энергии, подаваемой на теплообразующий элемент во время затяжки. Типовые электронные компоненты, их структура и конфигурация, их признаки и общие способы их работы описаны в патенте США №4,735,217, Gerth и др.; патенте США №4,947,874, Brooks и др.; патенте США №5,372,148, McCafferty и др.; патенте США №6,040,560, Fleischhauer и др.; патенте США №7,040,314, Nguyen и др. и патенте США №8,205,622, Pan; опубликованной патентной заявке США №2009/0230117, Fernando и др., опубликованной патентной заявке США №2014/0060554, Collet и др. и опубликованной патентной заявке США №2014/0270727, Ampolini и др.; а также в патентной заявке США №14/209,191, поданной 13 марта 2014 г., Henry и др.; которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
Типовые примеры подложек, резервуаров или других компонентов для вмещения предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8,528,569, Newton; опубликованной патентной заявке США №2014/0261487, Chapman и др., и опубликованной патентной заявке США №2014/0059780 Davis и др.; а также патентной заявке США №14/170,838, поданной 3 февраля 2014 г., Bless и др.; которые включены в настоящее описание посредством ссылки. Кроме того, различные материалы для фитиля, а также конфигурация и функционирование этих материалов для фитиля в определенных типах электронных сигарет описаны в патенте США №8,910,640, Sears и др.; который включен в настоящее описание посредством ссылки.
В системах для подачи аэрозолей, которые характеризуют как электронные сигареты, композиция-предшественник аэрозоля наиболее предпочтительно содержит табак или компоненты, полученные из табака. С одной стороны, табак может быть обеспечен в виде частиц или кусочков табака, например, листовой табак может быть тонко измельчен, перемолот или преобразован в порошок. С другой стороны, табак может быть обеспечен в виде экстракта, например, высушенного распылением экстракта, который включает многие водорастворимые компоненты табака. Альтернативно, табачные экстракты могут иметь относительно высокое содержание никотина, а также содержать незначительные количества других экстрагированных компонентов, полученных из табака. С другой стороны, полученные из табака компоненты могут быть обеспечены в относительно чистой форме, например, некоторые ароматизирующие вещества, которые получены из табака. С одной стороны, получаемый из табака компонент, который может быть использован в высокоочищенной или по существу чистой форме, представляет собой никотин (например, никотин фармацевтического качества).
Композиция-предшественник аэрозоля, также называемая композицией-предшественником пара, может содержать множество компонентов, включая, например, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, табачный экстракт и/или ароматизаторы. Типовые примеры компонентов и составов предшественников аэрозоля также описаны и охарактеризованы в патенте США №7,217,320, Robinson и др., опубликованной патентной заявке США №2013/0008457, Zheng и др.; опубликованной патентной заявке США №2013/0213417, Chong и др.; опубликованной патентной заявке США №2014/0060554, Collett и др.; опубликованной патентной заявке США №2015/0020823, Lipowicz и др.; и опубликованной патентной заявке США №2015/0020830, Koller, а также WO 2014/182736, Bowen и др., описание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки. Другие применимые предшественники аэрозоля включают предшественники аэрозолей, которые были включены в изделие VUSE, производимое компанией R.J. Reynolds Vapor Company, изделие BLU™, производимое компанией Lorillard Technologies, изделие MISTIC MENTHOL, производимое компанией Mistic Ecigs, и изделие VYPE, производимое компанией CN Creative Ltd. Кроме того, пригодны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, производимое компанией Johnson Creek Enterprises LLC.
Количество предшественника аэрозоля, содержащееся в системе для подачи аэрозоля является таким, чтобы изделие для получения аэрозоля обеспечивало приемлемые сенсорные и требуемые эксплуатационные характеристики. Например, наиболее предпочтительно, чтобы для обеспечения образования видимого основного аэрозоля, которое во многих отношениях напоминает появление табачного дыма, было использовано достаточное количество образующего аэрозоль материала (например, глицерина и/или пропиленгликоля). Количество предшественника аэрозоля в системе для образования аэрозоля может зависеть от таких факторов, как количество затяжек, требуемых для каждого изделия для получения аэрозоля. Как правило, количество предшественника аэрозоля, содержащееся в системе для подачи аэрозоля, и, в частности, в изделии для получения аэрозоля, составляет менее приблизительно 2 г, обычно менее приблизительно 1,5 г, довольно часто менее приблизительно 1 г и часто менее приблизительно 0,5 г.
Другие признаки, элементы управления или компоненты, которые могут быть включены в системы для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению, описаны в патенте США №5,967,148, Harris и др.; патенте США №5,934,289, Watkins и др.; патенте США №5,954,979, Counts и др.; патенте США №6,040,560, Fleischhauer и др.; патенте США №8,365,742, Hon; патенте США №8,402,976, Fernando и др.; опубликованной патентной заявке США №2010/0163063, Fernando и др.; опубликованной патентной заявке США №2013/0192623, Tucker и др.; 2013/0298905, Leven и др.; опубликованной патентной заявке США №2013/0180553, Kim и др., опубликованной патентной заявке США №2014/0000638, Sebastian и др., опубликованной патентной заявке США №2014/0261495, Novak и др., и опубликованной патентной заявке США №2014/0261408, DePiano и др.; которые включены в настоящее описание посредством ссылки.
Предшествующее описание использования изделия может быть применено к различным описанным в настоящей заявке вариантам осуществления изобретения с незначительными модификациями, которые могут быть очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с нижеследующим подробным описанием. Вышеприведенное описание использования не ограничивает применение изделия, а представлено для обеспечения соответствия всем необходимым требованиям к описанию настоящего изобретения. Любые из элементов, представленных в изделии, изображенном на фиг. 1, или иным образом описанных выше, могут быть включены в устройство для подачи аэрозоля согласно настоящему изобретению.
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение может относиться к испарителям и их элементам, которые могут быть использованы в устройстве для подачи аэрозоля. Такие испарители и их элементы могут быть, в частности, предпочтительными для повышения эффективности использования энергии в устройстве для подачи аэрозоля. Например, можно свести к минимуму утечку энергии, связанную с достижением требуемой температуры нагрева между затяжками на устройстве. В частности, в испарителях и связанных с ними элементах можно обеспечить более быстрое достижение требуемой температуры нагрева и/или уменьшение потерь тепла, которые могут препятствовать испарению.
В некоторых вариантах осуществления используемый в испарителе нагреватель может быть источником электромагнитного излучения. В частности, нагреватель может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения с определенной длиной волны или в определенном диапазоне длин волн (т.е. в определенной полосе частот). Например, нагреватель может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения с длиной волны из диапазона от фиолетового света до дальней инфракрасной области спектра. В частности, длина волны может находиться в диапазоне от приблизительно 390 нм до приблизительно 1 мм. В другом примере длина волны может находиться в диапазоне, который включает видимый свет (т.е. от приблизительно 400 нм до приблизительно 700 нм).
Источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания излучения в узкой полосе частот, которая может быть выбрана в зависимости от применяемой нагреваемой подложки для обеспечения максимизации нагрева конкретной подложки(-ек). Например, источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения в диапазоне длин волн с шириной полосы не более 100 мкм, т.е. не более 10 мкм, не более 1000 нм, не более 500 нм, не более 250 нм, не более 100 нм, не более 50 нм, не более 10 нм, не более 5 нм или не более 2 нм. В частности, источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения в диапазоне, соответствующем конкретной длине волны поглощения материала фитиля, композиции-предшественника аэрозоля и/или одного или более конкретных компонентов композиции-предшественника аэрозоля. В качестве не предполагающего ограничения примера многие полиолы, которые могут быть использованы в композиции-предшественнике аэрозоля, преимущественно могут характеризоваться поглощением в диапазоне длин волн от приблизительно 2 мкм до приблизительно 12 мкм. Таким образом, нагреватель согласно настоящему изобретению может быть выполнен с возможностью испускания электромагнитного излучения в диапазоне длин волн, который не превышает 10 мкм (т.е. конкретных длин волн в диапазоне от 2 мкм до 12 мкм). Однако другие диапазоны также применимы. Например, диапазон длин волн от приблизительно 700 нм до приблизительно 1 мм может быть предпочтительным для удельного поглощения электромагнитной энергии, воспринимаемой материалом, который визуально прозрачен, но непрозрачен для инфракрасного света. В еще одном примере диапазон длин волн от 390 нм до 790 нм может быть предпочтительным для удельного поглощения подложкой, которая визуально выглядит как черная.
В некоторых вариантах осуществления в качестве нагревателя может быть использован лазерный диод. Использование излучения с определенной длиной волны или в очень узкой полосе (например, обычной для лазера) может обеспечивать спектральное фокусирование энергии, при этом рассеивается меньшее количество энергии с другими длинами волн. Может быть установлена длина волны излучения, соответствующая конкретной длине волны поглощения (или полосе) подложки, например композиции-предшественника аэрозоля или ее компонента, и/или фитиля, из которого может быть испарена композиция-предшественник аэрозоля. Использование источника излучения на основе лазера также может быть предпочтительным для фокусирования энергии излучения в меньшую пространственную область для минимизации потерь излучения.
Испаритель согласно настоящему изобретению в некоторых вариантах осуществления может представлять собой камеру, в которой испускается излучение и из которой может высвобождаться испаряющаяся композиция-предшественник аэрозоля. При использовании, в частности, источника лазерного излучения из-за возможности фокусирования энергии излучения и предотвращения потерь энергии размеры камеры могут быть уменьшены. Таким образом, требуемое количество пара может быть получено внутри меньшего пространства, поскольку теряется меньше энергии. В некоторых вариантах осуществления источник лазерного излучения может обеспечить прямой нагрев композиции-предшественника аэрозоля. Например, устройство может быть выполнено таким образом, что композицию-предшественник аэрозоля доставляют (в том числе посредством фитиля) в конкретное место (т.е. к месту испарения) внутри камеры и один или более источников лазерного излучения могут быть сфокусированы непосредственно в это определенное место. Таким образом, меньшее количество излучения рассеивается внутри камеры и большая часть излучения непосредственно попадает на место испарения. В вариантах осуществления, в которых лазерное излучение фокусируют в полосе, соответствующей предпочтительной длине волны поглощения целевого материала (т.е. целевой подложки и/или материала предшественника аэрозоля), причем такое сфокусированное нагревание может быть, в частности, предпочтительным для увеличения образования пара с одновременным снижением потребности в энергии.
Камера может иметь одну из множества различных форм. Например, камера может иметь по существу сферическую форму. Также могут быть использованы многогранные конструкции. В некоторых вариантах осуществления камера может иметь по существу продолговатую форму (например, трубчатую форму). Форма камеры (в некоторых случаях в сочетании с путем протекания воздуха через камеру и/или вокруг камеры) может улучшать не только поглощение энергии, но и высвобождение пара.
В некоторых вариантах осуществления камера может представлять собой камеру для улавливания излучения. Камера предпочтительно выполнена таким образом, чтобы максимизировать захват и/или высвобождение излучения, падающего на стенки камеры. Таким образом, внутренняя часть стенки (стенок), образующая камеру, может быть выполнена с возможностью одного или более из: поглощения, излучения и отражения излучения от источника излучения. Например: внутренняя часть стенки (стенок) камеры может быть выполнена с возможностью поглощения по меньшей мере приблизительно 50%, по меньшей мере приблизительно 60%, по меньшей мере приблизительно 70% или по меньшей мере приблизительно 80% всего поступающего электромагнитного излучения; внутренняя часть стенки (стенок) камеры может быть выполнена с возможностью отражения по меньшей мере приблизительно 50%, по меньшей мере приблизительно 60%, по меньшей мере приблизительно 70% или по меньшей мере приблизительно 80% всего поступающего электромагнитного излучения.
В некоторых вариантах осуществления внутренняя часть стенки камеры может быть выполнена в виде черного тела. Другими словами, благодаря применению конструкции в виде черного тела поглощается практически все падающее электромагнитное излучение независимо от частоты или угла падения. Способность конструкции в виде черного тела поглощать практически все падающее электромагнитное излучение может означать, что поглощается по меньшей мере 98%, по меньшей мере 99%, по меньшей мере 99,5% или по меньшей мере 99,9% всего падающего электромагнитного излучения. Кроме того, конструкция в виде черного тела является идеальным излучателем (т.е. на каждой частоте она излучает столько же (или больше) энергии, как любое другое тело при той же температуре) и/или она является диффузным излучателем (т.е. энергия излучается изотропно, независимо от направления). Черное тело в состоянии теплового равновесия способно испускать электромагнитное излучение, т.е. излучение черного тела. Такое испускаемое излучение характеризуется спектром, который определяется температурой, а не формой или составом конструкции в виде черного тела. Таким образом, камера для улавливания излучения может быть выполнена из материала с излучательной способностью, близкой к 1. Например, излучательная способность камеры для улавливания излучения, выполненной по существу в виде черного тела, может составлять более 0,5, более 0,6, более 0,7, более 0,8 или более 0,9, например, от приблизительно 0,6 до приблизительно 0,99, от приблизительно 0,7 до приблизительно 0,98 или от приблизительно 0,75 до приблизительно 0,95.
В других вариантах осуществления внутренняя часть стенки камеры может быть выполнена в виде белого тела. Другими словами, внутренняя часть стенки камеры может быть выполнена с возможностью полного и равномерного отражения всего падающего электромагнитного излучения во всех направлениях. Способность отражать практически все падающее электромагнитное излучение может означать, что отражается по меньшей мере 98%, по меньшей мере 99%, по меньшей мере 99,5% или по меньшей мере 99,9% всего падающего электромагнитного излучения. Излучательная способность камеры для улавливания излучения, выполненной по существу в виде белого тела, может составлять менее 0,5, менее 0,4, менее 0,3, менее 0,2 или менее 0,1, например, может находиться в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,4, от приблизительно 0,02 до приблизительно 0,3 или от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,25.
Камера для улавливания излучения может быть изготовлена из любого материала, который достаточно устойчив к нагреву при температурах, достигаемых внутри камеры. Камера для улавливания излучения, в частности, может содержать наружный изолирующий слой, который по существу предотвращает или уменьшает излучение тепла за пределы камеры. В качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, материалы, которые могут быть предпочтительными для формирования камеры для улавливания излучения, могут включать керамику и материалы на кремниевой основе. В некоторых вариантах осуществления может быть использована камера с двойной стенкой, между стенками которой может присутствовать изолирующий материал (включая воздух).
Источник излучения, используемый в качестве нагревателя, может быть выполнен с возможностью обеспечения излучения внутри камеры, в частности камеры для улавливания излучения. В некоторых вариантах осуществления источник излучения может быть размещен на стенке камеры (т.е. прикреплен непосредственно к ней или встроен в нее) таким образом, чтобы испускать излучение непосредственно внутрь камеры. В других вариантах осуществления источник излучения может быть размещен в камере на расстоянии от стенки камеры. Например, одна или более стоек или опор могут проходить через стенку камеры или от нее таким образом, чтобы источник излучения был по существу подвешен внутри камеры. Источник излучения может быть по существу отцентрирован в камере или может быть смещен относительно приблизительного центра камеры. В некоторых вариантах осуществления источник излучения может проходить по существу вдоль продольной оси камеры и/или оболочки устройства, в которой расположены камера и источник излучения.
Камера может содержать по меньшей мере одно отверстие (или выпускное отверстие), через которое образующийся пар может выходить или может быть выпущен. Кроме того, камера может содержать впуск, в который может проходить воздух или другой газ с тем, чтобы он был увлечен образованным паром или смешан с ним и вышел через выпускное отверстие. В частности, впускное и выпускное отверстия могут сообщаться по текучей среде. Камера может включать одно или более дополнительных отверстий, проходов или т.п., через которые могут проходить дополнительные элементы испарителя и/или устройства для подачи аэрозоля. Эти дополнительные отверстия также могут обеспечивать приток воздуха. Альтернативно дополнительные отверстия могут быть по существу герметизированными. В некоторых вариантах осуществления, например, фитиль или подобный элемент переноса жидкости может проходить через одно или более отверстий в камеру и/или из нее. Электрический контакт может также проходить через стенку камеры вовнутрь камеры для подачи питания на нагреватель, который может быть расположен в ней.
Иллюстративные конфигурации камеры показаны на фиг. 2a-2d. В иллюстративном варианте осуществления, показанном на фиг. 2а, испаритель 201 содержит камеру 203 (предпочтительно камеру для улавливания излучения), которая имеет по существу сферическую форму (хотя применимы и другие формы). Камера 203 показана частично прозрачной для удобства ее описания. Камера 203 имеет стенку 205 камеры с внутренней поверхностью 205а и наружной поверхностью 205b. Внутренняя поверхность 205а, например, может быть выполнена в виде черного тела или белого тела, как описано в другом месте этого документа, для обеспечения конфигурации камеры для улавливания излучения. Впускное отверстие 207 и выпускное отверстие 209 расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что они по существу расположены напротив друг друга, однако для оптимизации выхода образовавшегося пара из камеры 203 могут быть использованы и другие конфигурации. Местоположения впускного отверстия 207 и выпускного отверстия 209 могут быть изменены на противоположные. Кроме того, камера 203 имеет отверстия 211, через которые может быть вставлен фитиль (не показан). Хотя показаны два отверстия 211, может быть образовано лишь одно отверстие или может быть использовано более двух отверстий (т.е. для введения множества фитилей). Кроме того, применяют лазерные диоды 215, устанавливаемые в стенке 205 камеры 203 с возможностью испускания электромагнитного излучения во внутреннюю часть 203а камеры 203.
На фиг. 2b показан вид в разрезе испарителя 201, показанного на фиг. 2а. На фиг. 2b показан фитиль 212, проходящий через отверстия 211 таким образом, что часть фитиля находится внутри камеры 203, а другая часть фитиля находится за пределами камеры. При эксплуатации фитиль 212 может переносить композицию-предшественник аэрозоля во внутреннюю часть 203а камеры 203 таким образом, что электромагнитное излучение от лазерного диода 215 может быть использовано для испарения композиции-предшественника аэрозоля и выпускания пара из камеры, в частности, в сочетании с воздухом, входящим в камеру через впускное отверстие 207, через выпускное отверстие 209 (например, в виде аэрозоля).
Другой иллюстративный вариант осуществления испарителя 201 показан на фиг. 2с и фиг. 2d. Опять же, по существу сферическая камера 203 образована из стенки камеры 205, имеющей внутреннюю поверхность 205а и наружную поверхность 205b, а лазерные диоды 215 расположены в стенке камеры вместе с впускным отверстием 207 и выпускным отверстием 209. В этом варианте осуществления фитиль 212 выполнен по существу в виде листа, покрывающего внутреннюю поверхность 205а стенки 205 камеры. Фитиль 212, в частности, имеет изогнутую, плоскую форму. Кроме того, камера 203 содержит канал 213, проходящий через нее от внутренней части камеры к наружной части камеры. В показанном варианте осуществления канал 213 находится по существу на «экваторе» сферы и проходит по всей ее окружности таким образом, что по существу разделяет камеру 203 на две полусферы. Продолжение 214 фитиля выступает через канал 213, сообщаясь по текучей среде с внешней средой, окружающей камеру 203. Кроме того, как показано на фигуре, продолжение 214 фитиля может быть связано с резервуаром для переноса из него композиции-предшественника аэрозоля внутрь камеры 203 для «смачивания» фитильного перекрытия. Электромагнитное излучение от лазерных диодов 215 может проникать сквозь фитильное перекрытие 212 и способствовать описанному в настоящем документе эффекту улавливания излучения и испарению композиции-предшественника аэрозоля в фитиле.
Кроме того, как описано ниже, камера может иметь и другие конфигурации. Например, камера может иметь по существу удлиненную форму. Аналогичным образом источник электромагнитного излучения может иметь и другие конфигурации. Например, может быть использована нагревательная проволока.
Устройство 350 для подачи аэрозоля, содержащее камеру 303 и источник 315 электромагнитного излучения, показано на фиг. 3. В показанном варианте осуществления камера 303 также имеет по существу сферическую форму; однако другие конфигурации камеры также применимы, как описано более подробно ниже. Устройство 350 для подачи аэрозоля содержит наружную оболочку 320, в которой расположены другие части устройства. Камера 303 имеет стенку 305 камеры с внутренней поверхностью 305а и наружной поверхностью 305b. Лазерные диоды 315 расположены в стенке 305 камеры и выполнены с возможностью испускания излучения внутри камеры 303. Внутренняя поверхность 305а стенки 305 камеры выполнена с возможностью улавливания испускаемого излучения, как описано в настоящем документе. Фитиль 312 расположен таким образом, что часть фитиля находится внутри камеры 303, а другая часть фитиля находится за пределами камеры. В частности, одно или более плеч 312а фитиля расположены снаружи камеры 303 и связаны с резервуаром 330, который, как показано на фигуре, представляет собой пористую подложку, например, слой волокнистого материала (хотя применимы и другие конфигурации резервуаров и материалов). Резервуар 330, как показано на фигуре, обернут по окружности внутренней стенки наружной оболочки 320. Контакт между фитилем 312 и резервуаром 330 является достаточным в такой степени, чтобы композиция-предшественник аэрозоля, удерживаемая в резервуаре, могла проходить к фитилю для переноса в камеру 303.
Камера 303 имеет впускное отверстие 307, через которое может проходить воздух, и выпускное отверстие 309, через которое может выходить образовавшийся аэрозоль. На противоположных концах устройства 350 для подачи аэрозоля имеются воздухозаборник 352 и отверстие 354 для аэрозоля. Воздух, поступающий в устройство 350 для подачи аэрозоля через воздухозаборник 352, направляется во впускное отверстие 307 камеры посредством воздуховода 353а, образованного стенкой 353b воздуховода, которая проходит между воздухозаборником и впускным отверстием 307. В показанном варианте осуществления стенка 353b воздуховода выполнена таким образом, что воздуховод 353а является по существу коническим таким образом, что он сужается в направлении впускного отверстия 307 камеры 303 и улучшает фокусирование входящего воздуха в камере. Хотя такая конфигурация может быть предпочтительной, она не является обязательной, и возможно применение других конфигураций (включая отсутствие стенки 353b воздуховода). Аналогично аэрозоль, образованный в камере 303 путем смешивания воздуха и испаренной композиции-предшественника аэрозоля, проходит через выпускное отверстие 309 в отверстие 354 для аэрозоля. Канал 355а для аэрозоля образован стенкой 355b канала для аэрозоля, которая проходит между выпускным отверстием 309 и отверстием 354 для аэрозоля. Как показано на фигуре, канал для аэрозоля является по существу прямолинейным; однако применимы и другие варианты осуществления. Отверстие 354 для аэрозоля расположено на мундштуке 360 устройства 350 для подачи аэрозоля, причем отверстие 354 для аэрозоля может быть образовано, в частности, в крышке 361 мундштука.
На фиг. 3 расположение устройства 350 для подачи аэрозоля показано относительно оси х, оси у и оси z. Для дополнительной иллюстрации устройства 350 на фиг. За показан его поперечный разрез по плоскости ху, а на фиг. 3b показан его поперечный разрез по плоскости xz.
Еще один пример осуществления устройства 450 для подачи аэрозоля показан на фиг. 4. Устройство 450 для подачи аэрозоля также содержит камеру 403 и источник 415 электромагнитного излучения. В показанном варианте осуществления камера 403 также имеет по существу сферическую форму; однако другие конфигурации камеры также применимы. Устройство 450 для подачи аэрозоля содержит наружную оболочку 420, в которой расположены другие части устройства. Камера 403 имеет стенку 405 камеры с внутренней поверхностью (которая закрыта на иллюстрации фитилем 412, который по существу покрывает внутреннюю часть стенки камеры) и наружной поверхностью 405b. Лазерные диоды 415 расположены в стенке 405 камеры и выполнены с возможностью излучения внутри камеры 403. Фитиль 412 присутствует по существу в виде листа, покрывающего внутреннюю поверхность стенки 405 камеры. Камера 403 выполнена таким образом, что она включает канал 413, проходящий через ее стенку 405 из внутренней части камеры за пределы камеры. В показанном варианте осуществления канал 413 находится по существу на «экваторе» сферы и проходит по всей его окружности таким образом, что по существу разделяет камеру 403 на две полусферы. Продолжение 414 фитиля выступает за канал 413, сообщаясь по текучей среде с внешней средой, окружающей камеру 403. В частности, продолжение 414 фитиля соединено по текучей среде с резервуаром 430, в котором хранится композиция-предшественник аэрозоля. Контакт между фитилем 414 и резервуаром 430 является достаточным с такой степени, чтобы композиция-предшественник аэрозоля, удерживаемая в резервуаре, могла проходить через продолжение 414 фитиля 412 для ее распределения по окружности внутренней части камеры 403. Внутренняя поверхность стенки 405 камеры выполнена с возможностью улавливания испускаемого излучения, как описано в другом месте настоящего документа. Предпочтительно фитиль 412 выполнен таким образом, что излучение может проходить через него для взаимодействия с внутренней поверхностью стенки 405 камеры.
Согласно фиг. 4, камера 403 имеет впускное отверстие 407, через которое может проходить воздух, и выпускное отверстие 409, через которое может выходить образовавшийся аэрозоль. На противоположных концах устройства 450 для подачи аэрозоля имеются воздухозаборник 452 и отверстие 454 для аэрозоля. Воздух, поступающий в устройство 450 для подачи аэрозоля через воздухозаборник 452, направляется во впускное отверстие 407 камеры 403 посредством воздуховода 453а, образованного стенкой 453b воздуховода, которая проходит между воздухозаборником и впускным отверстием 407. Аэрозоль, образованный в камере 403, проходит через выпускное отверстие 409 в отверстие 454 для аэрозоля. Канал 455а для аэрозоля образован стенкой 455b канала для аэрозоля, которая проходит между выпускным отверстием 409 и отверстием 454 для аэрозоля. Отверстие 454 для аэрозоля расположено на мундштуке 460 устройства 450 для подачи аэрозоля, причем отверстие для аэрозоля может быть образовано, в частности, в крышке 461 мундштука.
Другой пример осуществления устройства 550 для подачи аэрозоля показан на фиг. 5. Устройство 550 для подачи аэрозоля содержит камеру 503, которая имеет удлиненную форму (т.е. по существу трубчатую форму), и содержит источник 515 электромагнитного излучения, расположенный внутри камеры. В показанном варианте осуществления источник 515 электромагнитного излучения представляет собой проволочную спираль, которая может обеспечивать резистивное нагревание; однако провод может иметь различные конфигурации и могут быть использованы источники электромагнитного излучения других типов. Источник 515 электромагнитного излучения имеет соответствующие концы, которые соединены с электрическими соединителями 516, которые обеспечивают электрическое соединение с источником питания.
Устройство 550 для подачи аэрозоля содержит наружную оболочку 520, в которой расположены другие части устройства. Камера 503 имеет стенку 505 камеры с внутренней поверхностью (которая закрыта на иллюстрации фитилем 512, который по существу покрывает внутреннюю часть стенки камеры) и наружной поверхностью 505b. Фитиль 512 выполнен по существу в виде листа, покрывающего внутреннюю поверхность стенки 505 камеры. Камера 503 выполнена таким образом, что она включает канал 513, проходящий через ее стенку 505 из внутренней части камеры за пределы камеры. См., в частности, поперечный разрез на фиг. 5а по плоскости yz в приблизительно продольной средней точке камеры 503. Канал 513 может проходить через стенку 505 камеры в любом месте и не ограничивается двумя местоположениями, показанными на фиг. 5а. Продолжение 514 фитиля выступает за канал 513, сообщаясь по текучей среде с внешней средой, окружающей камеру 503. В частности, продолжение 514 фитиля соединено по текучей среде с резервуаром 530, в котором хранится композиция-предшественник аэрозоля. Контакт между фитилем 514 и резервуаром 530 является достаточным в такой степени, чтобы композиция-предшественник аэрозоля, удерживаемая в резервуаре, могла проходить через продолжение 514 фитиля 512 для ее распределения по окружности внутренней части камеры 503. Внутренняя поверхность стенки 505 камеры выполнена с возможностью улавливания испускаемого излучения, как описано в другом месте настоящего документа. Предпочтительно фитиль 512 выполнен таким образом, что излучение может проходить через него для взаимодействия с внутренней поверхностью стенки 505 камеры.
Согласно фиг. 5, удлиненная камера 503 имеет впускное отверстие 507, через которое может проходить воздух, и выпускное отверстие 509, через которое может выходить образовавшийся аэрозоль. На противоположных концах устройства 550 для подачи аэрозоля имеются воздухозаборник 552 и отверстие 554 для аэрозоля. Воздух, поступающий в устройство 550 для подачи аэрозоля через воздухозаборник 552, направляется во впускное отверстие 507 камеры 503 посредством воздуховода 553а, образованного стенкой 553b воздуховода, которая проходит между воздухозаборником и впускным отверстием 507. Аэрозоль, образованный в камере 503, проходит через выпускное отверстие 509 в отверстие 554 для аэрозоля. Канал 555а для аэрозоля образован стенкой 555b канала для аэрозоля, которая проходит между выпускным отверстием 509 и отверстием для аэрозоля 554. Отверстие 554 для аэрозоля расположено на мундштуке 560 устройства 550 для подачи аэрозоля, причем отверстие для аэрозоля может быть образовано, в частности, в крышке 561 мундштука. В этом варианте осуществления нагреватель выровнен по существу параллельно продольной оси устройства для подачи аэрозоля.
В некоторых вариантах осуществления нагревание фитиля в камере осуществляют в отсутствие какого-либо прямого физического контакта между фитилем и нагревателем. Таким образом, нагрев может быть по существу или полностью излучательным.
Возможность достижения достаточного уровня нагрева с использованием только излучательного нагрева подтверждена с помощью компьютерных моделей теплового потока внутри по существу трубчатой камеры (см., например, фиг. 5) и нагревательного стержня, который расположен по существу в центре внутри трубки. Нагревательный стержень, нагревающийся до температуры 1200°С, производил излучательный нагрев стенок камеры до температуры в диапазоне от 125°С до 350°С. Такая модель показала, что только излучательный нагрев может обеспечивать подходящие значения температуры для испарения типовых материалов предшественника аэрозоля, как обсуждалось в настоящем документе. В частности, в некоторых вариантах осуществления излучательный нагрев может быть достаточным для нагревания подложки (например, фитиля) и/или материала предшественника аэрозоля до температуры от приблизительно 100°С до приблизительно 400°С, от приблизительно 125°С до приблизительно 350°С или от приблизительно 150°С до приблизительно 300°С. В некоторых вариантах осуществления излучательный нагрев может характеризоваться диапазоном, превышающим температуру испарения жидкого материала предшественника аэрозоля, но составлять менее 300°С, менее 250°С или менее 200°С.
В конкретных вариантах осуществления нагрев может быть осуществлен с использованием комбинации теплопроводности (т.е. прямого контакта источника нагрева и фитиля), а также излучательного нагрева. В частности, использование комбинированного нагрева может быть целесообразным для повышения эффективности. При использовании только теплопроводности, когда часть тепла от источника тепла подают на фитиль, значительная часть тепла излучается в сторону от источника тепла. Таким образом, может потребоваться нагревать источник тепла до большей температуры, чтобы в достаточной степени перекрыть излучательные потери тепла и при этом нагреть фитиль до требуемой температуры образования пара. Однако, если в камере улавливания излучения установить конструкцию кондуктивного нагрева, тепло, которое излучается в сторону от источника тепла, может быть направлено обратно на фитиль. Таким образом, для достижения требуемой температуры парообразования может потребоваться меньше энергии.
Например, как показано на фиг. 6, устройство 650 для подачи аэрозоля может быть выполнено таким образом, что нагреватель 615 в виде нагревательной проволоки помещен в камеру 603 и обернут вокруг фитиля 612, содержащего часть, расположенную внутри камеры, и плечи 612а фитиля, расположенные за пределами камеры. Плечи 612а фитиля соединены по текучей среде с резервуаром 630 таким образом, что композиция-предшественник аэрозоля, хранящаяся в резервуаре, может проходить по фитилю в камеру 603, где композиция-предшественник аэрозоля нагревается и испаряется благодаря кондуктивному нагреву, находясь в прямом контакте с нагревателем 615, и благодаря излучательному нагреву за счет приема дополнительного тепла, которое излучается в сторону от нагревателя, но возвращается на фитиль благодаря характеру внутренней поверхности 605а стенки 605 камеры 603.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, устройство 650 для подачи аэрозоля содержит наружную оболочку 620, воздухозаборник 652 и отверстие 654 для аэрозоля. Воздухозаборник 652 расположен на соединительном конце 656 устройства 650 для подачи аэрозоля, который может быть выполнен с возможностью соединения с управляющим корпусом (см. фиг. 1). Отверстие 654 для аэрозоля расположено на мундштуке 660 устройства 650 для подачи аэрозоля и, в частности, образовано в крышке 661 мундштука. Воздух, поступающий в устройство 650 для подачи аэрозоля через воздухозаборник 652, направляется во впускное отверстие 607 камеры 603 посредством воздуховода 653а, образованного стенкой 653b воздуховода, которая проходит между воздухозаборником и впускным отверстием. Аэрозоль, образованный в камере 603, проходит через выпускное отверстие 609 в отверстие 654 для аэрозоля. Канал 655а для аэрозоля образован стенкой 655b канала для аэрозоля, которая проходит между выпускным отверстием 609 и отверстием для аэрозоля 654. В этом варианте осуществления часть фитиля внутри камеры и нагреватель выровнены по существу перпендикулярно продольной оси устройства для подачи аэрозоля.
В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение также может включать способы изготовления устройства для подачи аэрозоля. Такие способы могут включать объединение наружной оболочки с камерой для улавливания излучения и/или объединение наружной оболочки с лазерным диодом.
В некоторых вариантах осуществления способ сборки устройства для подачи аэрозоля может включать по меньшей мере этап введения камеры для улавливания излучения в наружную оболочку. Способ сборки также может включать один или более из следующих этапов: объединение нагревателя с камерой для улавливания излучения таким образом, чтобы нагреватель был способен обеспечивать электромагнитное излучение внутри камеры; одновременное установление электрического соединения между нагревателем и одним или более электрическими соединителями таким образом, чтобы можно было подавать питание от источника питания на нагреватель; введение фитиля в камеру; размещение резервуара в наружной оболочке таким образом, чтобы фитиль был соединен по текучей среде с резервуаром; и установку торцевой крышки на мундштук наружной оболочки таким образом, чтобы мундштук обеспечивал выход аэрозоля из устройства для подачи аэрозоля. Согласно таким способам фитиль может быть введен в камеру до или после ее объединения с нагревателем и/или до или после введения камеры в наружную оболочку. Резервуар может быть помещен в наружную оболочку до или после введения камеры в наружную оболочку.
В одном или более вариантах осуществления нагреватель, используемый согласно настоящему изобретению, может представлять собой микронагреватель. В качестве не предполагающего ограничения примера микронагреватель 733, показанный на фиг. 7, может содержать подложку 738, дорожку 734 нагревателя на подложке и электрические клеммы 735, к которым присоединена дорожка нагревателя для электрического подключения к источнику питания. Как можно видеть на виде сбоку микронагревателя 733 на фиг. 7b, микронагреватель также может содержать пассивирующий слой 739, расположенный поверх подложки 738 и по существу или полностью покрывающий дорожку 734 нагревателя и электрические соединители 735. Как показано на фигуре, пассивирующий слой 739 является по существу прозрачным; однако в иных случаях пассивирующий слой может быть полупрозрачным или непрозрачным. Пассивирующий слой 739 предпочтительно является химически и термически стабильным и лишь незначительно уменьшает передачу вырабатываемого дорожкой 734 нагревателя тепла от микронагревателя 733.
Как можно видеть на фиг. 7b, микронагреватель 733 может быть по существу сплюснутым по форме. Легко понять, что по существу сплюснутый элемент будет иметь толщину, которая меньше длины и меньше ширины элемента. Кроме того, по существу сплюснутый элемент может иметь толщину, составляющую приблизительно 70% или менее, приблизительно 60% или менее, приблизительно 50% или менее, приблизительно 40% или менее, приблизительно 30% или менее или же приблизительно 20% или менее одного из или обоих из длины и ширины элемента. Например, каждая из длины и ширины микронагревателя могут независимо составлять от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 20 мм, от приблизительно 2 мм до приблизительно 15 мм, от приблизительно 2,5 мм до приблизительно 10 мм или от приблизительно 3 мм до приблизительно 8 мм. В некоторых вариантах осуществления длина микронагревателя может быть больше ширины, а продольная ось микронагревателя может быть по существу параллельной продольной оси устройства для образования аэрозоля, в котором используют микронагреватель. В альтернативном варианте осуществления продольная ось микронагревателя может быть по существу перпендикулярной продольной оси устройства для образования аэрозоля, в котором используют микронагреватель. По существу сплюснутый характер микронагревателя также наглядно показан на фиг. 8, 9а и 9b.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
В одном или более вариантах осуществления для нагревания жидкости-предшественника аэрозоля может быть использована пара нагревателей. Каждый из нагревателей в паре может содержать нагревательную поверхность, причем такая нагревательная поверхность, в частности, может быть по существу плоской поверхностью. Таким образом, нагревательная поверхность может упоминаться как нагревательная плоскость и нагревательная поверхность или плоскость может иметь определенную площадь, такую как, например, площадь от приблизительно 3 мм до приблизительно 400 мм, от приблизительно 4 мм до приблизительно 200 мм, от приблизительно 5 мм до приблизительно 100 мм, от приблизительно 6 мм до приблизительно 50 мм, от приблизительно 7 мм до приблизительно 30 мм или от приблизительно 8 мм до приблизительно 20 мм. Нагреватели, содержащие нагревательную поверхность, могут быть, в частности, микронагревателями; однако настоящее изобретение не ограничивается такими вариантами осуществления и нагреватели могут иметь любую конструкцию или характер, обеспечивающие нагревание элемента переноса жидкости согласно настоящему описанию.
При использовании пары нагревателей соответствующие нагреватели предпочтительно могут быть выровнены по существу параллельно друг другу. При таком параллельном расположении может быть предпочтительным, чтобы нагревательные поверхности соответствующих нагревателей покрывались таким образом, чтобы было перекрыто приблизительно 25% или более, приблизительно 50% или более, приблизительно 60% или более, приблизительно 70% или более, приблизительно 80% или более, приблизительно 90% или более или же приблизительно 95% или более нагревательной поверхности каждого нагревателя. При по существу параллельном расположении нагревательные поверхности соответствующих нагревателей обращены друг к другу. При таком расположении элемент переноса жидкости может находиться между нагревателями. Таким образом, тепло может быть приложено к элементу переноса жидкости с двух сторон. Два нагревателя в сочетании с элементом переноса жидкости можно охарактеризовать как испаритель.
Один вариант осуществления испарителя 801 показан на фиг. 8. Испаритель 801 содержит первый микронагреватель 833а и второй микронагреватель 833b. Хотя нагреватели в проиллюстрированном варианте осуществления представляют собой микронагреватели, такая конфигурация представлена исключительно для иллюстративных целей и подразумевается, что нагреватели могут иметь другие формы, которые описаны в оставшейся части настоящего изобретения в любом количестве комбинаций. Первый микронагреватель 833а содержит подложку 838а с дорожкой 834b нагревателя и электрическими контактами 835а (дорожка нагревателя и электрические контакты показаны пунктирными линиями, указывающими, что они расположены на нижней стороне подложки). Обращенная вниз поверхность первого микронагревателя 833а выступает в качестве нагревательной поверхности «На», на которой имеется дорожка 834а нагревателя. Для удобства иллюстрации пассивирующий слой не обозначен и подразумевается, что пассивирующий слой может присутствовать на одном или обоих из микронагревателей 833а и 833b. Второй микронагреватель 833b также содержит подложку 838b с дорожкой 834b нагревателя и электрическими контактами 835b, а обращенная вверх поверхность с дорожкой 834b нагревателя на ней выступает в качестве нагревательной поверхности «Hb». Элемент 836 переноса жидкости расположен между первым микронагревателем 833а и вторым микронагревателем 833b. Как показано на фигуре, элемент 836 переноса жидкости имеет по существу плоскую форму. Такая конфигурация может быть, в частности, предпочтительной для максимизации площади поверхности для испарения переносимой по ней жидкости-предшественника аэрозоля. Применение по существу плоской конструкции также может позволить минимизировать расстояние между первым микронагревателем 833а и вторым микронагревателем 833b. Как показано на фиг. 8, соответствующие микронагреватели находятся не в конечном местоположении, а элементы разделены для наглядности. После сборки один или оба из первого микронагревателя 833а и второго микронагревателя 833b могут физически контактировать с элементом 836 переноса жидкости. Однако в одном или более вариантах осуществления первый микронагреватель 833а и второй микронагреватель 833b могут быть разделены таким образом, чтобы между ними было образовано пространство нагрева, а элемент переноса жидкости может быть расположен в пространстве нагрева. Таким образом, испаритель 801 может быть охарактеризован таким образом, что элемент 836 переноса жидкости может, в частности, не находиться в прямом контакте с любым из первого микронагревателя 833а и второго микронагревателя 833b (или других нагревателей, которые могут быть использованы в других вариантах осуществления).
Испаритель в собранном виде показан на фиг. 9а и фиг. 9b. В частности, испаритель 901 содержит первый нагреватель 933а и второй нагреватель 933b, которые расположены по существу параллельно обращенным друг к другу нагревательной поверхности На первого нагревателя и нагревательной поверхности Hb второго нагревателя. Первый нагреватель 933а и второй нагреватель 933b выровнены таким образом, что по существу 100% нагревательной поверхности первого нагревателя покрывается по существу 100% нагревательной поверхности Hb второго нагревателя. Как можно видеть, в частности, на фиг. 9b, первый нагреватель 933а и второй нагреватель 933b расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что между ними имеется пространство 931 нагрева. Элемент 936 переноса жидкости расположен внутри этого пространства 931 нагрева и по существу расположен в центре его. В этой конфигурации элемент 936 переноса жидкости не имеет физического контакта с каким-либо из соответствующих нагревателей. Напротив, нагрев происходит по существу или полностью за счет нагрева излучением. Пространство 931 нагрева обеспечивает образование пара на верхней поверхности 936а и нижней поверхности 936b элемента 936 переноса жидкости, который имеет по существу плоскую форму. Элемент 936 переноса жидкости имеет противоположные концы 936с и 936d, которые проходят за пределы нагревателей 933а и 933b. Противоположные концы 936с и 936d элемента 936 переноса жидкости могут быть выполнены с возможностью контакта с резервуаром, в котором хранится жидкость-предшественник аэрозоля, для обеспечения капиллярного перемещения жидкости в нагреватели 933а и 933b.
Иллюстративное альтернативное расположение испарителя показано на фиг. 9с. В показанном варианте осуществления первый нагреватель 933а и второй нагреватель 933b также имеют по существу параллельное расположение; однако перекрытие соответствующих нагревателей составляет менее 100% от соответствующих поверхностей нагрева. В частности, приблизительно 50% поверхности На нагрева первого нагревателя 933а покрывает приблизительно 50% поверхности Hb нагрева второго нагревателя 933b.
Нагреватели, выполненные с возможностью нагрева излучением подложки, например, элемента переноса жидкости с переносимой таким образом жидкостью-предшественником аэрозоля, могут быть включены в устройство для образования аэрозоля в различных конфигурациях. Например, комбинация из двух нагревателей с элементом переноса жидкости между ними, как описано выше в другом месте настоящего изложения, может быть использована в известных устройствах для образования аэрозоля в комбинации с нагревателем и используемым в нем элементом переноса жидкости или в качестве замены им. В одном или более вариантах осуществления комбинация из пары нагревателей и элемента переноса жидкости может быть выполнена таким образом, что один или оба конца элемента переноса жидкости выполнены с возможностью переноса жидкости относительно резервуара или другого накопительного элемента, содержащего жидкость-предшественник аэрозоля, для ее переноса к нагревателям. Соответственно, нагреватели могут быть отделены от жидкости-предшественника аэрозоля в резервуаре одной или более стенками. Одна или более стенок могут включать часть испарителя, которая включает нагреватели, и/или одна или более стенок могут включать часть резервуара или другой камеры/элемента для хранения жидкости, и/или одна или более стенок могут представлять собой перегородку, которая расположена между нагревателями и отдельной камерой/элементом для хранения жидкости.
Иллюстративные варианты осуществления испарителя показаны на фиг. 10а, на которой представлен внешний вид испарителя 1001, выполненного в виде автономного блока, пригодного для применения в сочетании с различными устройствами для образования аэрозоля, и на фиг. 10b, на которой представлен внутренний вид испарителя 1001 с одной срезанной стенкой. Испаритель 1001 содержит камеру 1003, образованную стенкой 1005 камеры с внутренней поверхностью 1005а и наружной поверхностью 1005b. Хотя камера 1003 показана как имеющая по существу кубовидную форму, подразумевается, что применимы и другие формы, например сферические формы, цилиндрические формы и т.п. Стенка 1005 может представлять собой одиночную стенку или множество стенок и выполнена таким образом, что она полностью окружает нагреватели, т.е. нагреватели находятся внутри камеры 1003. Внутренняя поверхность 1005а стенки 1005 может быть выполнена в виде черного тела, в виде белого тела или ни того, ни другого. Камера 1003 может содержать впускное отверстие 1007, посредством которого воздух может проходить в камеру, и может содержать выпускное отверстие 1009, посредством которого образующийся пар и/или аэрозоль может выходить из камеры. Впускное отверстие 1007 и выпускное отверстие 1009 могут иметь размеры, позволяющие оптимизировать потока воздуха через камеру 1003. Например, впускное отверстие 1007 может быть больше (т.е. иметь большую площадь), чем выпускное отверстие 1009. При необходимости впускное отверстие 1007 и/или выпускное отверстие 1009 могут содержать сетку, экран или другое перекрытие, выполненное с возможностью пропускания через него газов (например, воздуха и/или аэрозоля) и при этом по существу предотвращения прохождения через него жидкости (например, воды, жидкости-предшественника аэрозоля или т.п., которая может конденсироваться внутри камеры 1003 или вытекать из элемента 1036 переноса жидкости). Первый нагреватель 1033а и второй нагреватель 1033b расположены внутри камеры 1003 в конфигурации, описанной выше в настоящем документе, с элементом 1036 переноса жидкости, расположенным между нагревателями. Концы 1036с и 1036d элемента 1036 переноса жидкости проходят через отверстия 1011 в стенке 1005 камеры 1003. Отверстия 1011 могут содержать элемент, выполненный с возможностью по существу препятствовать утечке жидкости вокруг элемента 1036 переноса жидкости. Например, может быть применена прокладка 1086; однако может быть использован любой подходящий элемент, который по существу герметизирует отверстие 1011 вокруг элемента 1036 переноса жидкости. Как показано на фигуре, впускное отверстие 1007 и выпускное отверстие 1009 выполнены таким образом, что путь потока воздуха через камеру 1003 по существу параллелен горизонтальной оси первого нагревателя 1033а и второго нагревателя 1033b и/или горизонтальной оси элемента 1036 переноса жидкости. Путь потока воздуха может проходить по существу в одной плоскости с нагревателями и/или элементом переноса жидкости. Одно или оба из впускного отверстия и выпускного отверстия могут быть расположены вне оси относительно горизонтальной оси нагревателей и/или элемента переноса жидкости. Одно или оба из впускного отверстия и выпускного отверстия могут быть расположены по существу перпендикулярно продольной оси нагревателей и/или элемента переноса жидкости.
Типовые варианты осуществления, относящиеся к испарителю, расположенному внутри устройства для образования аэрозоля, описаны со ссылкой на фиг. 11. В этом случае картридж 1104 состоит из кожуха 1103 с основанием 1140, выполненным с возможностью прикрепления картриджа к управляющему корпусу (см., например, управляющий корпус 102 на фиг. 1). Внутри кожуха 1103 картриджа находится резервуар 1144, который в проиллюстрированном варианте осуществления представляет собой слой волокнистого материала, который по существу окружает внутреннюю часть кожуха картриджа и содержит хранимую в нем жидкость-предшественник аэрозоля. Проточная трубка 1113 по существу отцентрирована вдоль центральной продольной оси картриджа 1104 и открыта с обоих концов для обеспечения прохождения через нее воздуха. Картридж 1104 содержит мундштучный конец 1127, который содержит отверстие 1128 со стороны рта. Испаритель 1101 расположен вблизи конца проточной трубки 1113 таким образом, чтобы воздух, протекающий через проточную трубку, проходил по существу непосредственно в камеру 1103, которая содержит первый нагреватель 1133а и второй нагреватель (не виден) с расположенным между нагревателями элементом 1136 переноса жидкости. Концы элемента 1136 переноса жидкости проходят через отверстия (см. элемент 1011 на фиг. 10а) и контактируют с резервуаром 1144. Как показано на фигуре, нагреватели и элемент переноса жидкости по существу выровнены вдоль продольной оси картриджа, а путь протекания воздуха 1192 через картридж проходит через выступ 1141 в основании 1140, проходит через проточную трубку 1113, входит в камеру 1103 через впускное отверстие 1107, проходит по меньшей мере частично между нагревателями, выходит из камеры через впускное отверстие 1109 и выходит из мундштука 1127 картриджа через отверстие 1128 со стороны рта.
Типовые варианты осуществления, относящиеся к испарителю, расположенному внутри устройства для образования аэрозоля, описаны со ссылкой на фиг. 12. В этом случае картридж 1204 в виде бачка состоит из кожуха 1203 с основанием 1240, выполненным с возможностью прикрепления картриджа к управляющему корпусу. Кожух 1203 содержит разделительную стенку 1288, которая отделяет резервуар 1244, который представляет собой бачок с нормальным атмосферным давлением, и парообразующую камеру 1201. В парообразующей камере 1201 находится первый нагреватель 1233а, который расположен по существу параллельно второму нагревателю 1233b, при этом эти нагреватели расположены на расстоянии от расположенного между ними элемента 1236 переноса жидкости. Элемент 1236 переноса жидкости проходит за концы нагревателей, а соединительные фитили 1237 соединены по текучей среде с элементом переноса жидкости и резервуаром 1244. Проточная трубка 1213 открыта через разделительную стенку 1288 и мундштучный конец 1227 картриджа 1204. Мундштук 1223 соединен с мундштучным концом 1227 картриджа 1204 и по существу открыт, чтобы аэрозоль мог проходить от картриджа к пользователю. Жидкость-предшественник 1245 аэрозоля хранится в резервуаре 1244 и проходит вдоль соединительных фитилей 1237 к элементу 1236 переноса жидкости для его нагрева первым нагревателем 1233а и вторым нагревателем 1233b (например, с применением нагрева излучением) для образования пара. Воздух поступает в основание 1240, проходит через выступ 1241 и смешивается с паром в парообразующей камере 1201 с образованием аэрозоля, который проходит через проточную трубку 1213 к мундштуку 1223 и выходит из отверстия 1228 со стороны рта. Хотя соединительные фитили 1237 и элемент 1236 переноса жидкости показаны как отдельные элементы, подразумевается, что в совокупности они могут образовывать единый элемент переноса жидкости. Кроме того, на фигуре показано, что нагреватели по существу перпендикулярны потоку воздуха через картридж, но подразумевается, что нагреватели могут быть расположены в парообразующей камере любым другим образом.
Множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенного в настоящей заявке, могут быть очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с вышеприведенными описаниями и сопроводительными чертежами. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления входят в объем охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.