УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПАРА
STEAM GENERATING DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для создания пара, например, к электронной сигарете.
Уровень техники
Многие электронные системы для создания пара, такие как электронные сигареты и другие электронные системы доставки никотина, выполнены из двух основных частей – картомайзера и блока управления. Картомайзер, в общем, включает в себя резервуар с жидкостью и атомайзер для испарения этой жидкости. Атомайзер зачастую выполнен в виде электрического (резистивного) нагревателя, такого как катушка провода. Блок управления, в общем, включает в себя батарею для подачи энергии на атомайзер. При функционировании блок управления может быть активирован, например, при обнаружении вдоха пользователем через устройство и/или при нажатии пользователем кнопки, чтобы подать электроэнергию от батареи на нагреватель. Эта активация приводит к тому, что нагреватель испаряет небольшое количество жидкости из резервуара, которое затем вдыхает пользователь.
Таким образом, такой тип электронных сигарет по существу включает в себя два блока расходных материалов, во-первых, жидкость, которую надо испарять, а во-вторых, энергию батареи. Относительно первого, как только резервуар с жидкостью будет израсходован, картомайзер может быть удален, чтобы можно было заменить его новым картомайзером. Что касается последнего, то блок управления может иметь электрический разъем определенной формы для получения энергии от внешнего источника, позволяя тем самым перезарядить батарею, расположенную внутри электронной сигареты.
Хотя электронные сигареты быстро развивались в последние несколько лет, остаются области, в которых желательно усовершенствовать функциональность и удобство работы таких устройств.
Раскрытие изобретения
Сущность изобретения определена формулой изобретения.
В частности, согласно изобретению, устройство для создания пара содержит атомайзер для испарения жидкости; проходящий через него воздуховод, который выходит из электронной сигареты через мундштук; по меньшей мере один воздухозаборник, соединенный каналом с указанным воздуховодом; и по меньшей мере одно упругое уплотнение, ограничивающее проход воздуха из воздухозаборника в воздуховод, минуя канал.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана электронная сигарета, содержащая картомайзер и блок управления, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 2 – картомайзер электронной сигареты, показанной на фиг. 1, общий вид в перспективе;
на фиг. 3 – картомайзер, показанный на фиг. 2, в пяти проекциях: в нижней части этой фигуры приведен вид снизу, в верхней части – вид сверху, в центре виде – вид спереди или сзади, а с каждой стороны от центрального вида приведены соответствующие виды сбоку;
на фиг. 4 – картомайзер электронной сигареты, показанной на фиг. 1, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг. 5А, 5В и 5С – узел фитиль-нагреватель, вставленный в заглушку картомайзера;
на фиг. 6А и 6В показан внутренний каркас и уплотнение, вставленное в заглушку картомайзера;
на фиг. 7А и 7В показано соединение внутреннего каркаса, узла фитиль-нагреватель и основного уплотнения, вставленного в кожух, и резервуар, заполняемый затем жидкостью;
на фиг. 8А и 8В показана печатная плата и торцевая крышка, надеваемая на другие компоненты для образования законченного картомайзера;
на фиг. 9 – блок управления электронной сигареты, показанной на фиг. 1, вид сверху;
на фиг. 10А и 10В показан воздушный поток, проходящий через электронную сигарету по фиг. 1, виды в разрезе спереди и сбоку, соответственно;
на фиг. 11А показаны два различных выполнения уплотнения батареи;
на фиг. 11В – то же, в поперечном разрезе, проведенном через канал, образованный в каждом уплотнении батареи.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, электронная сигарета 100 в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения содержит две основные части: картомайзер 200 и блок 300 управления. Как более подробно буде описано ниже, картомайзер включает в себя камеру 270, содержащую резервуар с жидкостью, нагреватель, выступающий в качестве атомайзера или испарителя, и мундштук. Жидкость в резервуаре (иногда называемая е-жидкостью) обычно включает в себя никотин в соответствующем растворе и может включать в себя дополнительные составляющие, например, способствующие образованию аэрозоля, и/или для дополнительной ароматизации. Картомайзер 200 также включает в себя узел 500 фитиль-нагреватель, который содержит фитиль или аналогичное средство для переноса небольшого количества жидкости из резервуара к месту нагрева на нагревателе или рядом с ним. Блок 300 управления включает в себя перезаряжаемую батарею или аккумулятор 350 для подачи энергии в электронную сигарету 100, печатную плату для общего управления электронной сигаретой (не показана на фиг. 1) и микрофон 345 для обнаружения вдоха пользователя (за счет падения давления). Когда нагреватель получает энергию от батареи под управлением печатной платы в ответ на обнаружение микрофоном 345 выполнения затяжки пользователем через электронную сигарету 100, нагреватель испаряет жидкость с фитиля, и этот пар вдыхает пользователь через мундштук.
Для большей ясности на фиг. 1 отмечены оси X и Y, при этом ось X направлена по ширине устройства (от одной его стороны до другой), а ось Y – по высоте. Картомайзер 200 представляет собой верхнюю часть электронной сигареты 100, а блок 300 управления – нижнюю ее часть. Такая ориентация соответствует тому, как пользователь держит электронную сигарету 100 при обычной работе устройства. Поскольку фитиль расположен в нижней части резервуара в картомайзере 200, удержание электронной сигареты 100 в таком положении гарантирует, что этот фитиль будет контактировать с жидкостью на дне резервуара.
Ось Z, не показанная на фиг. 1, перпендикулярна осям X и Y и направлена по глубине устройства. Глубина электронной сигареты 100 существенно меньше ее ширины, так что электронная сигарета имеет по существу плоскую или планарную конфигурацию (в плоскости X-Y). Соответственно, ось Z можно рассматривать как ось, проходящую от одной лицевой поверхности электронной сигареты 100 к другой, при этом одна лицевая поверхность может быть названа (произвольно) передней, а противоположная – задней лицевой поверхностью электронной сигареты 100.
Картомайзер 200 и блок 300 управления можно отсоединить друг от друга, отделяя их в направлении оси Y, но, когда устройство 100 используется, они соединены между собой, обеспечивая механическую и электрическую связь картомайзера 200 с блоком 300 управления. После того, как в резервуаре 270 картомайзера заканчивается е-жидкость, картомайзер 200 удаляют, и к блоку 300 управления присоединяют новый картомайзер. Соответственно, картомайзер 200 иногда могут называть одноразовой частью электронной сигареты 100, в то время как блок 300 управления представляет собой многократно используемую часть.
На фиг. 2 отдельно показан картомайзер электронной сигареты, показанной на фиг. 1. Хорошо видно, что глубина картомайзера 200 (и электронной сигареты 100 в целом), измеряемая по оси Z, существенно меньше ширины картомайзера 200 (и электронной сигареты 100 в целом), измеряемой по оси X. Следует отметить, что общий внешний вид картомайзера 200 является сравнительно гладким и лаконичным.
Картомайзер 200 содержит две основные части (по меньшей мере с внешней точки зрения). В частности, имеется нижняя или основная часть 210 и верхняя часть 220. Верхняя часть 220 содержит мундштук 250, как будет более подробно описано ниже. Когда картомайзер 200 соединен с блоком 300 управления, основная часть 210 картомайзера располагается в блоке 300 управления, и, следовательно, ее не видно снаружи, в то время как верхняя часть 220 картомайзера выступает над блоком 300 управления и, следовательно, видна снаружи. Соответственно, глубина и ширина основной части 210 меньше, чем глубина и ширина верхней части 220, чтобы основную часть можно было вставить в блок 200 управления. Увеличенные глубина и ширина верхней части 220 по сравнению с основной частью 210 образуют кромку или ободок 240. Когда картомайзер 200 вставлен в блок 300 управления, этот ободок 240 упирается в верхнюю часть блока управления.
Как показано на фиг. 2, в боковой стенке основной части 210 имеется выемка или углубление 260 для приема соответствующего фиксирующего элемента от блока 300 управления. Противоположная боковая стенка основной части 210 содержит аналогичную выемку или углубление, чтобы аналогично принимать соответствующий фиксирующий элемент от блока 300 управления. Понятно, что эта пара выемок 260 на основной части 200 (и соответствующие фиксирующие элементы блока управления) обеспечивают фиксацию картомайзера 200 на блоке 300 управления во время работы устройства. Рядом с выемкой 260 находится еще одна выемка или углубление 261, которое используют при формировании картомайзера 200, что будет более подробно описано ниже.
Как также показано на фиг. 2, в нижней стенке 211 основной части 210 выполнены отверстие 214 для воздухозаборника и с каждой стороны от него два более крупных отверстия 212А, 212В. Более крупные отверстия 212А и 212В предназначены для положительного и отрицательного контактов электрического соединения блока 300 управления с картомайзером 200. Когда пользователь вдыхает через мундштук 250, устройство 100 включается, при этом воздух входит в картомайзер 200 через отверстие 214 воздухозаборника. Этот поступающий воздух проходит через нагреватель (не виден на фиг. 2), на который поступает электроэнергия от батареи в блоке 300 управления, в результате чего происходит испарение жидкости из резервуара (в частности, с фитиля). Затем эта испарившаяся жидкость увлекается проходящим через картомайзер воздушным потоком и вытягивается из картомайзера 200 через мундштук 250 для вдыхания пользователем.
На фиг. 3 картомайзер 200, показанный на фиг. 2, показан в пяти проекциях: в нижней части этой фигуры приведен вид снизу, в верхней части – вид сверху, в центре виде – вид спереди или сзади, а с каждой стороны от центрального вида приведены соответствующие виды сбоку. Так как картомайзер имеет симметричные переднюю/заднюю части (т.е. симметричен относительно оси Z), то передняя грань картомайзера и задняя грань картомайзера соответствуют центральному виду на фиг. 3. Кроме того, картомайзер также симметричен в направлении ширины (т.е. относительно оси X), следовательно, два вида сбоку слева и справа от центрального вида одинаковы.
На фиг. 3 показаны различные элементы картомайзера, уже рассмотренные выше при описании фиг. 2. Например, на центральном виде ясно видна верхняя и нижняя части 220 и 210 картомайзера. На нижнем виде показана нижняя стенка основной части 211, в которой выполнены два более крупных отверстия 212А и 212В для положительного и отрицательного контактов электрического соединения блока 300 управления с картомайзером 200, и меньшее отверстие 214 для забора воздуха в картомайзер. Кроме того, на двух видах сбоку показано две выемки в каждой боковой стенке, верхние выемки 261А, 261В и нижние выемки 260А, 260В, причем последние используются для крепления картомайзера 200 к блоку 300 управления.
На виде сверху также показано отверстие 280 в мундштуке 250, которое обеспечивает выпуск воздуха из картомайзера 200. Таким образом, во время работы, когда пользователь осуществляет вдох, воздух поступает в картомайзер снизу через впуск 214, проходит через атомайзер, включая нагреватель, где к нему добавляется пар, а затем проходит в центр картомайзера, чтобы выйти через отверстие 280.
На фиг. 3 также указаны размеры картомайзера 200, при этом максимальная высота (в направлении Y) составляет 31,3 мм, максимальная ширина (в направлении X) составляет 35,2 мм, и максимальная глубина составляет 14,3 мм (в направлении оси Z). Следует отметить, что эти максимальные размеры по ширине и глубине относятся к верхней части 220 картомайзера; ширина и глубина основной части 210 несколько меньше, чтобы основная часть могла быть вставлена в блок 300 управления. Различия в ширине и глубине верхней части 220 и основной части 210 образуют ободок 240, как было описано выше.
Понятно, что показанные на фиг. 3 размеры представлены только в виде примера, и могут меняться в различных вариантах осуществления изобретения. Тем не менее, размеры, приведены для того, чтобы показать, что электронная сигарета 100, включая картомайзер, имеет приблизительно плоскую или планарную форму, у которой один, сравнительно небольшой размер (в направлении Z) перпендикулярен плоской форме. Эта плоская форма продолжается блоком 300 управления, который в действительности продолжается в высоту (в направлении оси Y), но имеет по существу ту же ширину и глубину.
На фиг. 3 также явно указан размер и форма мундштука 250. В отличие от многих электронных сигарет, в которых имеется круглый мундштук, похожий на соломинку или обычную сигарету, мундштук 250 имеет совершенно другую форму. В частности, мундштук содержит пару больших, сравнительно плоских противоположных граней. Одна из этих граней мундштука на центральном виде на фиг. 3 обозначена позицией 251, а сзади устройства имеется соответствующая противоположная грань (обозначение передней и задней частей картомайзера выбрано произвольно, так как он симметричен относительно оси Z, и может быть соединен с блоком 300 управления любой стороной).
Передняя и задняя грани образуют сравнительно большие поверхности, на которых могут быть размещены губы пользователя. Например, можно считать, что передняя грань обеспечивает поверхность для верхней губы, а задняя грань обеспечивает поверхность для нижней губы. В этой конфигурации можно рассматривать высоту (по оси Y) электронной сигареты 100, определяющую продольную ось, проходящую ото рта пользователя, ширину электронной сигареты 100 (по оси х), проходящую параллельно линии между верхней и нижней губами пользователя, и глубину электронной сигареты 100 (по оси Z), проходящую параллельно направлению разделения верхней и нижней губ пользователя.
Высота передней и задней граней мундштука (приблизительно 17 мм в конкретном варианте, показанном на фиг. 3) в целом сопоставима с обычной толщиной губы и поэтому достаточно велика, чтобы легко разместить в этом направлении губу, расположенную на поверхности. Аналогично, ширина передней и задней граней мундштука (приблизительно 28 мм в конкретном варианте, показанном на фиг. 3) представляет собой значительную долю (примерно половину) типичной ширины губ (от одной стороны рта до другой).
Форма и размеры мундштука 250 позволяют губам пользователя охватывать мундштук для вдоха, намного меньше меняя обычное расположение губ. Например, нет необходимости сжимать губы, как в случае соломинки или обычной сигареты, имеющей маленький круглый мундштук. Это делает использование мундштука 250 электронной сигареты 100 более расслабляющим, а также может обеспечить более плотное уплотнение между ртом и мундштуком.
Кроме того, в электронной сигарете 100 (как и во многих других электронных сигаретах) используется датчик для обнаружения потока воздуха через устройство, т.е. выполнения пользователем затяжки, который, затем, может включить нагреватель для испарения жидкости. Устройство должно различать воздушный поток, вызванный затяжкой пользователя, и другие виды изменений воздушного потока или давления, которые возникают из-за других действий или обстоятельств: например, перемещение электронной сигареты в воздухе при нахождении ее в железнодорожном поезде, который въезжает в туннель и т.д. Наличие хорошего уплотнения между ртом и мундштуком 250 может помочь устройству лучше отличать действительный вдох и, таким образом, уменьшить риск непреднамеренного включения нагревателя.
Кроме того, в некоторых электронных сигаретах используются показания датчиков воздушного потока через устройство не только для активации нагревателя, но также для динамического управления этим нагревателем (или другими компонентами электронной сигареты). Например, когда измеренный воздушный поток увеличивается, на нагреватель может быть подана большая мощность, во-первых, для компенсации охлаждающего эффекта увеличенного воздушного потока, и/или, во-вторых, для испарения большего количества жидкости в увеличенный воздушный поток. Наличие плотного уплотнения между ртом и мундштуком 250 может также помочь повысить надежность и точность этого динамического управления.
Кроме того, на фиг. 3 можно видеть, что передняя и задняя грани мундштука в целом сходятся друг к другу в верхней части устройства. Другими словами, глубина или разделение противоположных граней (измеренное в направлении оси Z) уменьшается по направлению к отверстию 280 для выпуска воздуха (т.е. по мере увеличения высоты вдоль оси Y). Этот уклон относительно плавный – приблизительно 15° относительно оси Y. Этот наклон помогает обеспечить естественное и удобное сцепление между гранями мундштука 251 и губами пользователя.
Как видно на фиг. 3, передняя и задняя грани 251 не сходятся полностью у верхней части мундштука, а выступают, чтобы обеспечить небольшую впадину 284, которая проходит в направлении оси X. Отверстие 280, которое позволяет воздуху и пару выходить из картомайзера 200, выполнено в центре этой впадины 284. Расположение отверстия 280 мундштука в углублении или впадине 284 помогает защитить отверстие мундштука от физического контакта и, следовательно, от возможного повреждения и грязи.
Как показано на фиг. 4, картомайзер включает в себя кожух 410, уплотнение 420 канала, внутренний каркас 430, нагревательную катушку 450, расположенную на фитиле 440, основное уплотнение 460 (также называемое заглушкой картомайзера), печатную плату 470 и торцевую крышку 480.
Крышка 480 выполнена из по существу жесткого пластика, такого как полипропилен, и составляет основную часть 210 картомайзера. В крышке выполнено два отверстия 260, 261 с каждой стороны (на фиг. 4 видна только одна сторона, но сторона, которая не видна, такая же, как и видимая сторона). Нижнее отверстие 260 предназначено для прикрепления картомайзера 200 к блоку 300 управления, а верхнее отверстие 261 предназначено для крепления торцевой крышки 480 к кожуху 410. Как будет более подробно описано ниже, крепление крышки 480 к кожуху 410 по существу завершает сборку картомайзера, удерживая различные компоненты, показанные на фиг. 4, в правильном положении.
Над торцевой крышкой расположена печатная плата 470, в которой по ее центру выполнено отверстие 471 для прохода воздуха через печатную плату в атомайзер (в торцевой крышке 480 также выполнено центральное отверстие для воздуха, которое не видно на фиг. 4. Печатная плата может не содержать каких-либо активных электрических компонентов, обеспечивая лишь электрическое соединение между блоком 300 управления и нагревателем 450.
Над печатной платой 470 расположено основное уплотнение 460, у которого имеется две основные части: верхняя часть, которая (частично) ограничивает камеру 465 атомайзера, и нижняя часть 462, которая обеспечивает торцевое уплотнение резервуара 270. Следует отметить, что в собранном картомайзере 200 резервуар с е-жидкостью расположен вокруг камеры атомайзера и снаружи нее, при этом нижняя часть 462 заглушки 460 картомайзера не позволяет е-жидкости выходить (по меньшей мере частично) из картомайзера. Заглушка картомайзера выполнена из материала, слегка деформируемого. Это позволяет немного сжать нижнюю часть 462, когда ее вставляют в кожух 410, и, следовательно, обеспечить хорошее уплотнение, чтобы удерживать е-жидкость в резервуаре 270.
Две противоположные боковые стенки камеры 465 атомайзера содержат соответствующие прорези 569, в которые вставляется фитиль 440. Такая конфигурация гарантирует, что нагреватель 450, который расположен на фитиле, будет расположен возле дна камеры атомайзера, чтобы испарять жидкость, подаваемую в эту камеру 465 посредством фитиля 440. Фитиль 440 может быть выполнен из стекловолоконной веревки (т.е. из скрученных нитей или стренг стекловолокна), а нагреватель 450 – из нихрома (сплава никеля и хрома). Тем не менее, известны различные другие виды фитилей и нагревателей, и их можно использовать в картомайзере 200, например, фитиль из пористой керамики и/или плоский нагреватель определенной формы (не в виде катушки). Хотя на фиг. 4 показано, что у катушки 450 нагревателя имеется петля из провода, спускающаяся вниз с каждого конца фитиля, на практике имеется только один провод на каждом конце (как более подробно будет описано ниже).
Заглушку 460 картомайзера и узел фитиль-нагреватель пересекает внутренний каркас 430, у которого имеется три основных участка. Внутренний каркас является по существу жестким, и он может быть выполнен из такого материала, как полибутилентерефталат. Самая нижняя часть 436 внутреннего каркаса 430 покрывает нижнюю часть 462 заглушки 460 картомайзера, а средняя часть 434 завершает камеру 465 атомайзера. В частности, внутренний каркас образует верхнюю стенку камеры атомайзера, а также две боковые стенки, которые перекрывают две боковые стенки камеры 465 атомайзера. Последний участок внутреннего каркаса представляет собой трубку 432 для воздушного потока, которая ведет вверх от верхней стенки камеры атомайзера (участок средней части 434) и соединяется с отверстием 280 мундштука. Другими словами, трубка 432 обеспечивает проход для пара, получаемого в камере 465 атомайзера, который вытягивают из электронной сигареты 100 и вдыхают через мундштук 250.
Так как внутренний каркас является по существу жестким, то сверху на трубке 432 установлено уплотнение 420 канала, обеспечивающее должное уплотнение между внутренним каркасом и выпускным отверстием 280 мундштука. Уплотнение 420 канала выполнено из по существу деформируемого и упругого материала, такого как силикон. Кожух 410 образует внешнюю поверхность верхней части 220 картомайзера 200, включающую в себя мундштук 250, а также выступ или ободок 240. Кожух 410, как и торцевая крышка, выполнены из по существу жесткого материала, такого как полипропилен. Нижний участок 412 кожуха 410 (т.е. ниже ободка 240) в собранном картомайзере находится внутри торцевой крышки 480. Кожух с каждой стороны содержит язычок 413 защелки, чтобы зацепляться за отверстие 261 с каждой стороны торцевой крышки 480, удерживая тем самым картомайзер 200 в собранном состоянии.
Проходящий через картомайзер воздуховод входит в центральное отверстие в крышке 480 (не видно на фиг. 4), а затем проходит через отверстие 471 в печатной плате. Затем воздушный поток входит в камеру 465 атомайзера, являющуюся частью заглушки 460 картомайзера, проходит вокруг узла 500 фитиль-нагреватель и через трубку 432 внутреннего каркаса 430 (и через уплотнение 420 канала), и, наконец, выходит через отверстие 280 в мундштуке 250.
Резервуар 270 с е-жидкостью содержится в пространстве между указанным воздуховодом и внешней поверхностью картомайзера 200. Таким образом, кожух 410 образует внешние стенки (и верхнюю часть) корпуса для резервуара 270, а нижняя часть 436 внутреннего каркаса в сочетании с основной частью 462 основного уплотнения 460 и торцевая крышка 480 образуют дно или нижнюю стенку корпуса для резервуара с е-жидкостью. Внутренние стенки этого корпуса образованы камерой 465 атомайзера основного уплотнения 460 в сочетании со средней частью 434 внутреннего каркаса, а также трубкой 432 для воздушного потока внутреннего каркаса 430 и уплотнением 420 канала. Другими словами, е-жидкость хранится в пространстве резервуара между внешними стенками и внутренними стенками. Однако е-жидкость не должна проникать внутрь внутренних стенок в воздуховод за исключением фитиля 440, иначе есть риск того, что жидкость вытечет через отверстие 280 мундштука.
Емкость этого пространства обычно составляет порядка 2 мл, хотя понятно, что эта емкость будет меняться в соответствии с конкретными особенностями любой заданной конструкции. Следует отметить, что в отличие от некоторых электронных сигарет резервуар 270 для е-жидкости не содержит какого-либо абсорбирующего материала (такого как вата, губка, пена и т.д.) для удерживания е-жидкости. Наоборот, камера резервуара содержит только жидкость, так что жидкость может свободно перемещаться по резервуару 270. Это дает определенные преимущества, такие как по существу большая емкость, а также делает процедуру наполнения менее сложной. Один возможный недостаток свободно перемещающейся жидкости в резервуаре (т.е. не удержания жидкости в губке или другой абсорбирующей структуре) заключается в том, что жидкость может легче перетекать и, следовательно, с большей вероятностью вытечь нежелательным образом из резервуара 270 в воздуховод. Тем не менее, такая утечка по существу предотвращена с помощью уплотнения 420 канала и основного уплотнения 460.
Как показано на фиг. 5А, 5В и 5С показан узел 500 фитиль-нагреватель, вставленный в заглушку картомайзера, выполнен из провода 450 нагревателя и фитиля 440. Как отмечено выше, фитиль выполнен из стекловолокна в форме цилиндра или стержня. Нагреватель 450 содержит катушку 551 из провода, намотанного вокруг фитиля. С каждой стороны катушки имеется контактные провода 552А, 552В, и эти провода образуют положительный и отрицательный контакты, подводя электроэнергию к катушке.
Как показано на фиг. 5А, основное уплотнение 460 включает в себя основную часть 462 и камеру 465 атомайзера. Основная часть содержит два направленных наружу гребня. Когда кожух 410 сажают на основную часть, эти гребни слегка сжимают, чтобы вставить их в кожух 410. Это сжатие и результирующее небольшая упругая деформация гребней помогает обеспечить хорошее уплотнение для е-жидкости в основании резервуара картомайзера.
Также на фиг. 5А видно, что камера 465 атомайзера содержит четыре стенки, прямоугольной конфигурации: пару противоположных боковых стенок 568 и пару противоположных передней и задней стенок 567. В каждой из боковых стенок 568 имеется прорезь 569 с открытым сверху концом (в центре) и закрытым концом 564 возле дна камеры 465 атомайзера. При этом прорези 569 проходят более чем на половину соответствующих боковых стенок 568.
На фиг. 5В, показан узел 500 фитиль-нагреватель, вставленный в камеру 465 атомайзера. Узел 500 фитиль-нагреватель располагают так, чтобы он проходил между двумя противоположными прорезями 569А, 569В и выступал из них. Затем, фитиль опускают до тех пор, пока он не достигнет замкнутого конца 564 каждой прорези. В этом положении катушка 551 расположена полностью в камере 465 атомайзера, а фитиль 440 выступает из прорезей в область резервуара 270. Понятно, что такое расположение позволяет фитилю вытягивать е-жидкость из резервуара 270 в камеру 465 атомайзера для испарения с помощью нагревательной катушки 551. Когда фитиль расположен возле дна камеры атомайзера, а, значит, и возле дна резервуара 270, то это способствует тому, что фитиль будет иметь доступ к жидкости в резервуаре, даже когда е-жидкость заканчивается, и, следовательно, уровень е-жидкости в резервуаре падает. На фиг. 5В также показаны контактные провода 552А, 552В нагревателя, проходящие под основным уплотнением 460.
На фиг. 5С показана нижняя сторона основной части 462 основного уплотнения 460, в которой имеются два отверстия 582А, 582В, предназначенные для заполнения резервуара 270 е-жидкостью, как будет более подробно описано ниже. На этой нижней стороне также имеется прямоугольная выемка 584 для печатной платы 470. В этой выемке 584 выполнено центральное отверстие 583 для прохода воздуха снизу (и снаружи) картомайзера в камеру (испарительную) 465 атомайзера. Понятно, что после сборки это центральное отверстие 583 в заглушке картомайзера совпадает с соответствующим центральным отверстием 471 в печатной плате.
Также имеется два намного более мелких отверстия 587А и 587В, выполненных в прямоугольном углублении 584 нижней части заглушки 460 картомайзера, по одному с каждой стороны от центрального отверстия 583. Контактные провода 552А и 552В проходят вниз от нагревателя 450 и через эти два отверстия 587А, 587В, чтобы выйти из камеры 465 атомайзера.
В передней и задней стенках прямоугольного углубления выполнена щель 590А, 590В. После прохождения через два отверстия 587А и 587В каждый контактный провод от нагревателя огибает снизу заглушку картомайзера и выходит из прямоугольного углубления через соответствующие щели 590А и 590В. Так, контактный провод 552А выходит из камеры 465 атомайзера через отверстие 587А, а затем выходит из прямоугольного углубления 584 через прорезь 590А. Аналогично, контактный провод 552В выходит из камеры 465 атомайзера через отверстие 587В, а затем выходит из прямоугольного углубления 584 через прорезь 590В. Оставшуюся часть каждого провода 552А, 552В затем сгибают вверх к камере 465 атомайзера, чтобы расположить внутри соответствующей канавки 597 (фиг. 5В) в заглушке 560 картомайзера. В некоторых случаях в заглушке 460 картомайзера может не быть канавок 597, а оставшиеся части каждого провода 552А и 552В, могут быть просто согнуты так, чтобы проходить вдоль стороны заглушки 460 картомайзера.
На фиг. 6А и 6В показаны внутренний каркас и уплотнение, вставленное в заглушку картомайзера. Как было описано выше, внутренний каркас 430 содержит нижнюю часть 436, среднюю часть 434 и воздушную трубку 432, расположенную сверху внутреннего каркаса. В нижней части 436 выполнены две прорези 671А и 671В, проходящие в горизонтальном направлении сбоку (параллельно оси X). Так как нижняя часть (основание) 436 внутреннего каркаса в собранном состоянии расположена ниже камеры 465 атомайзера, то части фитиля 440, которые выступают с каждой стороны этой камеры 465, при опускании нижней части внутреннего каркаса проходят через эти прорези 671А, 671В дальше до тех пор, пока внутренний каркас не будет вставлен в нижнюю часть 462 заглушки картомайзера.
Как было отмечено выше, средняя часть 434 внутреннего каркаса дополняет и завершает камеру 465 атомайзера. В частности, средняя часть ограничивает две противоположные боковые стенки 668 и верхнюю стенку или крышку 660. Последняя закрывает всю верхнюю часть камеры 465 атомайзера, за исключением трубки 432 для воздуха, которая проходит вверх от этой камеры 465, чтобы выйти в отверстие 280 мундштука 250.
В каждой из противоположных боковых стенок 668 выполнена прорезь 669А, 669В, которая проходит вверх (параллельно оси Y) от нижней части боковой стенки до замкнутого конца соответствующей прорези. Соответственно, по мере опускания нижней части 436 внутреннего каркаса на камеру 465 атомайзера участки фитиля 440, которые выступают с каждой стороны этой камеры 465, проходят через эти прорези 669А, 669В (в дополнение к прорезям 671А, 671В). Это позволяет боковым стенкам 668 внутреннего каркаса 430 перекрываться с боковыми стенками 568 заглушки картомайзера. Дальнейшее перемещение вниз внутреннего каркаса 430 прекращается, как только замкнутый конец прорезей 669А, 669В упрется в фитиль 440, который соответствует нижней части 436 внутреннего каркаса, вставленной в нижний участок 462 заглушки картомайзера. В результате получается комбинация заглушки 460 картомайзера, узла 500 фитиль-нагреватель и внутреннего каркаса 430, как показано на фиг. 6В, после чего на трубку 432 для воздуха внутреннего каркаса 430 надевают уплотнение 420.
На фиг. 7А показано объединение комбинации заглушки 460 картомайзера, узла 500 фитиль-нагреватель и внутреннего каркаса 430 с кожухом 410. В процессе вставления этой комбинации в прорези 415 кожуха в передней и задней грани нижней части 412 кожуха 410 располагаются части провода 552, которые прошли через прорези 590 и были отогнуты снаружи внешней части заглушки 460 картомайзера и направлены в канавки 597. Кроме того, во время вставления деформируемые гребни 563, проходящие вокруг нижней части 462 основного уплотнения, слегка сжимаются внутренней стенкой нижней части 412 кожуха 410, образуя тем самым уплотнение для удержания е-жидкости в получившемся резервуаре 270. На фиг. 7В показан картомайзер 200, который теперь готов для заполнения е-жидкостью. Как показано стрелками 701А, 701В, наполнение осуществляют через отверстия 582А и 582В в основном уплотнении 460 и через прорези 671А, 671В во внутреннем каркасе (не виден на фиг. 7В).
На фиг. 8А показана печатная плата 470, которую вставляют в прямоугольное углубление 584 на нижней стороне основного уплотнения 460. При этом совмещают центральное отверстие 471 на печатной плате с центральным отверстием 583 в основном уплотнении 460, чтобы получить проход воздуха в картомайзер 200.
Как было описано выше, в прямоугольном углублении 584 имеется пара отверстий 587, расположенных с каждой стороны от центрального отверстия 583. Каждое отверстие из этой пары позволяет вывести соответствующий контактный провод 552А, 552В из камеры 465атомайзера. Контактные провода 552А, 552В согнуты так, что они плотно проходят по дну прямоугольного углубления 584, а затем выходят из этого углубления через соответствующие прорези 590А, 590В в передней и задней стенках этого углубления. Конечный участок каждого контактного провода 552А, 552В нагревателя затем загнут вверх к верхней части картомайзера и мундштуку 250 и расположен в соответствующей канавке или канале 597, выполненном в заглушке картомайзера. Кроме того, в нижней части кожуха также имеется прорезь 415 на передней и задней гранях для размещения соответствующего контактного провода 552А, 552В нагревателя.
В соответствии с некоторыми вариантами выполнения печатная плата 470 может не содержать каких-либо активных компонентов, а имеет лишь две большие контактные площадки 810А, 810В с каждой стороны от центрального отверстия 471. Эти контактные площадки видны на фиг. 8А на нижней грани печатной платы, т.е. на стороне, обращенной после сборки к блоку 300 управления. Противоположная сторона печатной платы, т.е. ее верхняя сторона, которую вставляют в прямоугольное углубление 584, и которая обращена к нагревателю 450, содержит такую же соответствующую конфигурацию контактных площадок (не видны на фиг. 8А). Контактные провода 552А, 552В нагревателя физически и, следовательно, электрически контактируют с соответствующей контактной площадкой на верхней стороне печатной платы.
Противоположные пары контактных площадок с каждой стороны печатной платы 470 соединены соответствующими наборами из одного или нескольких сквозных перемычек 820А, 820В. Другими словами, сквозные перемычки 820А обеспечивают проводящий путь между одной контактной площадкой на нижней стороне печатной платы и соответствующей контактной площадкой на верхней стороне печатной платы, а переходные отверстия 820В обеспечивают проводящий путь между другой контактной площадкой на нижней стороне печатной платы и соответствующей контактной площадкой на верхней стороне печатной платы. Когда блок управления соединен с картомайзером, контакты блока управления касаются контактных площадок на нижней стороне печатной платы 470, и электрический ток протекает через нагреватель 450, проходя через соответствующие сквозные перемычки, соединяющие контактные площадки на верхней стороне печатной платы 470 с соответствующими контактными проводами 552А, 552В нагревателя.
На фиг. 8В показан картомайзер 200 с надетой на него торцевой крышкой 480. В частности, торцевая крышка 480 надета на конец заглушки 460 картомайзера и нижний участок 412 кожуха 410, и она удерживается в этом положении выступающим элементом 413, выполненным с каждой стороны нижнего участка 412 кожуха, зацепляющегося за соответствующее отверстие или прорезь 261 с каждой стороны торцевой крышки. В этом полностью собранном состоянии (фиг. 2) торцевая крышка 480 покрывает и, соответственно, закрывает отверстия 582А, 582В в заглушке картомайзера, которые использовались для заполнения резервуара 270 жидкостью. Действительно, как видно на фиг. 10А, торцевая крышка 480 содержит две направленные вверх заглушки 870А и 870В, которые проникают в соответствующие отверстия 582А, 582В и закрывают их. Таким образом, резервуар 270 оказывается полностью герметичным, за исключением отверстия с каждой стороны камеры 465 атомайзера, через которые в эту камеру входит фитиль 440.
Как отмечалось выше, в торцевой крышке имеются три отверстия: центральное отверстие 214 и расположенные с каждой стороны от него два отверстия 212А, 212В. При установке торцевой крышки 480 совмещают центральное отверстие 214 торцевой крышки с центральным отверстием 471 в печатной плате и с центральным отверстием 583 в основном уплотнении 460, чтобы получить основной проход для воздуха в картомайзер 200. Два боковых отверстия 212А, 212В позволяют контактам от блока 300 управления пройти через торцевую крышку 480 и вступить в контакт с соответствующими контактными площадками 810А, 810В на нижней стороне печатной платы, обеспечивая возможность подачи энергии на нагреватель 450 от батареи 350.
Основное уплотнение 460, которое, как отмечалось выше, выполнено из упругого деформируемого материала, такого как силикон, удерживается в сжатом состоянии между внутренним каркасом 430 и торцевой крышкой 480. Другими словами, торцевую крышку надвигают на картомайзер 200, и она слегка сжимает основное уплотнение 460 перед тем, как фиксирующие элементы 413 и 261 сцепятся между собой. Таким образом, основное уплотнение остается в этом слегка сжатом состоянии после соединения торцевой крышки 480 с кожухом 410. Одно из преимуществ этого такого заключается в том, что торцевая крышка прижимает печатную плату 470 к контактным проводам 552А, 552В нагревателя, способствуя надежному электрическому соединению без использования пайки.
На фиг. 9 показан блок 300 управления электронной сигареты по фиг. 1. Этот блок включает в себя внешние стенки 315, которые поднимаются над остальной частью блока управления (как лучше видно на фиг. 1), ограничивая полость для размещения нижней части 210 картомайзера. На каждой стороне этих стенок 315 выполнены пружинные защелки 931А, 931В, которые сцепляются с отверстием или прорезью 260 с каждой стороны картомайзера 200 (фиг. 2), удерживая тем самым картомайзер в зацеплении с блоком 300 управления для получения собранной электронной сигареты 100.
На дне полости, образованной верхней частью стенок 315 блока управления (а в остальном на верхней части основного корпуса блока 300 управления), находится уплотнение 910 батареи (см. также фиг. 1). Уплотнение 910 батареи выполнено из упругого (и сжимаемого) материала, такого как силикон. Уплотнение 910 батареи помогает устранить один из возможных рисков для электронной сигареты 100, связанный с тем, что е-жидкость может вытечь из резервуара 270 в основной воздуховод (этот риск выше, если в резервуаре находится свободная жидкость, а не жидкость, удерживаемая пеной или другим подобным материалом). В частности, если е-жидкость могла бы протечь в часть блока управления, содержащую батарею 350 и управляющую электронику, то это могло бы привести к короткому замыканию или коррозии этих компонентов. Более того, также имеется риск того, что сама е-жидкость загрязнится перед тем, как вернуться в картомайзер 200, а затем выйти через отверстие 280 мундштука. Если же какое-либо количество е-жидкости и вытечет в воздуховод картомайзера, то уплотнение 910 батареи поможет предотвратить распространение такой утечки в часть блока управления, которая содержит батарею 350 и управляющую электронику. (Маленькие отверстия 908 в уплотнении 910 батареи обеспечивают очень ограниченное гидравлическое соединение с микрофоном 345 или другим датчиком, но сам микрофон 345 может выполнять функцию барьера, препятствующего распространению такой утечки дальше в блок управления.)
Как показано на фиг. 9, по периметру между верхней частью уплотнения 910 батареи и внутренней стороной стенок 315 блока управления имеется небольшая канавка 921, которая образован скруглением угла уплотнения 910 батареи. На уплотнении 910 также выполнена центральная канавка 922, проходящая от передней части до задней, соединяя обе эти стороны (переднюю и заднюю) с проходящей по периметру канавкой 921, чтобы обеспечивать прохождение воздушного потока в картомайзер, что будет более подробно описано ниже. К центральной канавке 922 с каждой ее стороны примыкают два отверстия 908А и 908В, ведущие к микрофону 345. Таким образом, когда пользователь делает вдох, в центральном воздуховоде, ограниченном трубкой 432, центральным отверстием 583 в основном уплотнении 460 и т.д., а также в центральной канавке 922, которая лежит на конце этого центрального воздуховода, давление падает. Падение давления распространяется дальше через отверстия 908А, 908В к микрофону 345, который определяет это падение давления, что затем используется для включения нагревателя 450.
Также на фиг. 9 показано два контакта 912А, 912В, которые соединены с положительными и отрицательными контактами батареи 350. Эти контакты 912А, 912В проходят через соответствующие отверстия в уплотнении 910 батареи и проходят через отверстия 212А, 212В торцевой крышки, чтобы войти в контакт с соответствующими контактными площадками 810А, 810В на печатной плате, образуя электрический контур для подачи электроэнергии на нагреватель 450. Контакты могут быть упруго установлены в уплотнении батареи (иногда их называют «пружинными контактами»), так что когда картомайзер 200 прикреплен к блоку 300 управления, то этот узел сжат. Это сжатие заставляет узел прижимать контакты к контактным площадкам 810А, 810В печатной платы, способствуя установлению надежного электрического контакта. Понятно, что можно использовать контакты, отличные от пружинных. Например, в некоторых случаях контакты могут быть не пружинными, а просто обеспечивать некоторую степень упругости при сборке, чтобы упростить контакт с контактными площадками печатной платы. В других случаях контакты могут быть жесткими, но располагаться на упруго установленной опоре.
Уплотнение 910 батареи, которое, как отмечено выше, выполнено из упругого деформируемого материала, такого как силикон, удерживается между картомайзером 200 и блоком 300 управления в сжатом состоянии. Другими словами, установка картомайзера в полость, образованную стенками 315, приводит к тому, что торцевая крышка 480 картомайзера слегка сжимает уплотнение 910 перед тем, как пружинные защелки 931А и 931В блока управления сцепятся с соответствующими отверстиями 260А, 260В в нижней части 210 картомайзера. Таким образом, уплотнение 910 батареи остается в слегка сжатом состоянии после того, как картомайзер 200 и блок 300 управления соединены друг с другом, что помогает защитить батарею от каких-либо утечек е-жидкости, как описано выше.
На фиг. 10А и 10В показан путь прохождения воздушного потока через электронную сигарету, показанную на фиг. 1. Воздушный поток обозначен на фиг. 10А и 10В жирными пунктирными линиями. При этом на фиг. 10А показан воздушный поток, проходящий только с одной стороны устройства, но аналогичный воздушный поток имеется также и с другой стороны. Наличие множества входов для воздуха сокращает риск того, что при удержании устройства пользователь может случайно заблокировать своими пальцами вход воздуха в устройство.
Воздух поступает по бокам электронной сигареты 100 через зазор между верхней частью стенок 315 блока управления и ободком 240 кожуха 410 картомайзера. Затем воздушный поток опускается по небольшому промежутку между внутренней стороной стенок 315 и наружной поверхностью нижней части 210 картомайзера 200, проходит через пружинные зажимы 931 и поступает в расположенную по периметру канавку 921 (как показано на фиг. 9). Затем воздушный поток проходит по канавке 921 (эта часть воздушного потока не видна на фиг. 10А и 10В). Следует отметить, что обычно имеется некоторое пространство над канавкой 921 между внутренней стороной стенок блока управления и внешней стороной торцевой крышки картомайзера, так что воздушный поток не обязательно ограничен непосредственно канавкой 921.
После прохождения вдоль канавки 921 на угол около 90° воздушный поток входит в центральную канавку 922 как показано на фиг. 10B, откуда он перемещается в центральное отверстие 583 торцевой крышки 480, а через него – в центральный воздуховод картомайзера, как показано и на фиг. 10А и на фиг. 10В. В отличие от канавки 921 пространство над канавкой 922 не открыто, а уплотнение 910 батареи прижато к торцевой крышке 480 картомайзера 200. Эта конфигурация приводит к тому, что торцевая крышка, покрывающая канавку, образует замкнутый канал, имеющий ограниченное пространство. Этот ограниченный канал может быть использован для того, чтобы способствовать регулированию сопротивления затяжке электронной сигареты 100, что будет более подробно описано ниже.
Показанный на фиг. 10А и 10В путь прохождения воздушного потока обладает рядом преимуществ. Детектор воздушного потока, такой как микрофон 345, обычно расположен в блоке 300 управления. Это сокращает стоимость, так как микрофон расположен в многократно используемой части устройства, и нет необходимости включать микрофон в каждый картомайзер (одноразовый компонент). Кроме того, наличие микрофона 345 в блоке 300 управления позволяет сразу соединить его с батареей 350 и управляющим процессором блока управления (не показан на фигурах).
С другой стороны, в целом желательно сократить или устранить прохождение воздушного потока через электронные компоненты, например, из-за того, что такие электронные компоненты нагреваются при использовании и потенциально могут испускать летучие вещества. Понятно, что путь воздушного потока, показанный на фиг. 10А и 10В, в значительной степени обходит электронные компоненты блока управления, только небольшие отверстия 908 ответвляют этот основной поток, чтобы микрофон 345 мог обнаружить изменение давления. Несмотря на то, что картомайзер довольно глубоко расположен в блоке управления (что позволяет сократить общую длину устройства), воздушный поток не проходит через основные электронные компоненты блока управления.
Более того, во многих существующих электронных сигаретах общий путь прохождения воздуха строго не определен. Например, воздух может пройти через соединение различных компонентов (например, между картомайзером и блоком управления), а не только через заранее определенные входы для воздуха. Такая утечка (а также различные другие производственные изменения) может привести к заметному изменению сопротивления затяжке устройства. Сопротивление затяжке представляет собой разницу давлений, необходимую для получения заданного воздушного потока через устройство. Изменение сопротивления затяжке может не дать соответствующего удобства для пользователя, а также повлиять на работу устройства. Например, если сопротивление затяжке высокое, то поток воздуха через устройство, по всей вероятности, будет уменьшен, что, в свою очередь, сократит величину воздушного охлаждения нагревателя.
Соответственно, подход, описанный выше, позволяет получить электронную сигарету, включающую в себя атомайзер для испарения жидкости с проходящим через него воздуховодом, который выходит из электронной сигареты через мундштук; по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха, соединенное каналом с указанным воздуховодом; и по меньшей мере одно упругое уплотнение, которое не дает воздуху из входного отверстия проходить в воздуховод, минуя указанный канал.
Например, в описанной выше конструкции воздушный поток, поступающий в центральный воздуховод, должен сначала пройти по канавке 922. Эта канавка в сочетании с дном торцевой крышки 480, которая в действительности определяет верхнюю поверхность или крышку канавки, ограничивает канал для воздушного потока через блок управления в картомайзер.
В таком устройстве воздух из входного отверстия обязательно должен пройти через канал, чтобы достичь прохода для воздуха (потому что уплотнение не позволяет проходить по другим путям). Этот канал является контрольной точкой для управления сопротивлением затяжке, особенно если канал обеспечивает большую часть сопротивления затяжке на пути прохождения воздуха через все устройство. В частности, поскольку сопротивление затяжке, создаваемое этим каналом (которое в значительной степени определяется его размером) довольно-таки неизменно от устройства к устройству (и от одного до другого применения одного и того же устройства), то сопротивление затяжке устройства в целом также будет в значительной степени постоянным.
В случаях электронная сигарета может также содержать средство изменения сопротивления затяжке электронной сигареты. Это средство может дать пользователю возможность устанавливать заданное сопротивление затяжке электронной сигареты, выбранное из ограниченного числа отдельных значений в соответствии с индивидуальными предпочтениями и т.д. Например, для описанной выше электронной сигареты могут иметься два последовательных фиксированных положения между картомайзером 200 и блоком 300 управления, которые дают более слабое или более сильное сжатие уплотнения 910 батареи. Более слабое сжатие позволит слегка расширить канавку 922 и, следовательно, обеспечить более низкое сопротивление затяжке, чем при положении, которое дает более сильное сжатие уплотнения батареи. Другим средством изменения сопротивления затяжке может быть перегородка, которую можно перемещать в канал или канавку 922, чтобы частично перекрывать воздушный поток на желаемую величину.
Уплотнение может быть выполнено из упругого материала, такого как силикон, а канал, по меньшей мере частично, образован материалом самого уплотнения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения канал ограничен упругим материалом, прижатым к поверхности из жесткого материала, например, уплотнение 910 батареи, прижатое к торцевой крышке 480, а поверхность из жесткого материала может иметь отверстие, такое как отверстие 583 в торцевой крышке 480, которое соединяет канал 922 с воздуховодом через атомайзер. Следует отметить, что в конкретной реализации канал может содержать сеть из нескольких (под)каналов.
Как описано выше, устройство содержит картомайзер 200 и блок 300 управления, при этом упругое уплотнение выполнено как часть блока управления, которая контактирует с внешней частью картомайзера, когда картомайзер соединен с блоком управления. Когда картомайзер соединен с блоком управления, например, с помощью защелкивающего механизма, упругий материал удерживается в сжатом состоянии между картомайзером и блоком управления. Такое сжатие упругого материала способствует получению воздухонепроницаемого уплотнения.
В некоторых электронных сигаретах существует риск того, что е-жидкость может протечь 270 в основной воздуховод. Уплотнение помогает гарантировать, что е-жидкость может протечь только из воздуховода в воздушный канал, предотвращая тем самым контакт е-жидкости с батареей и другими электронными компонентами. Более того, воздушный канал может быть очень узким, чтобы предотвратить образование значительного потока е-жидкости через него, что также помогает ограничить какие-либо утечки е-жидкости.
Подробно описанные выше различные варианты осуществления изобретения приведены только в виде примера. Понятно, что канал для ограничения воздушного потока в устройство можно использовать во многих различных конфигурациях. Например, этот подход можно использовать для устройства из одной детали или из трех деталей (а не для устройства из двух деталей, т.е. картомайзера и блока управления, как описано выше). Аналогично, этот подход можно использовать в электронных системах для создания пара, которые включают в себя материал, полученный из растений табака, который предоставлен в любом подходящем виде (в виде порошка, пасты, измельченных листьев и т.д., т.е. не в виде жидкости), а затем нагревают для получения летучих веществ для вдыхания пользователем. Этот подход также можно использовать с различными типами нагревателей для электронной сигареты, с различными типами конфигураций пути прохождения воздушного потока, различными типами соединений между картомайзером и блоком управления (например, винтовыми или байонетными) и т.д. Специалисту в данной области техники известны различные другие виды электронных систем для создания пара, в которых может использоваться канал для ограничения воздушного потока, как описано выше.
Кроме того, описанный выше способ сборки картомайзера является всего лишь одним из примеров, и процесс сборки может содержать другие этапы или аналогичные этапы, но выполняемые в другом порядке. Например, со ссылкой на этапы, изложенные в отношении фиг. 6В, 7А и 7В, в другом примере вместо установки уплотнения 420 канала на воздушную трубку 432 внутреннего каркаса (фиг. 6В) перед размещением собранного узла в кожух 410 (фиг. 7А и 7В) сначала могут установить уплотнение 420 канала на место в кожухе 410, так что оно устанавливается на воздушную трубку 432 внутреннего каркаса, когда внутренний каркас 430, узел 500 фитиль-нагреватель и основное уплотнение 460 вместе вставляют в кожух 410. Аналогично, со ссылкой на этапы, изложенные в отношении фиг. 8А и 8В, в другом примере вместо размещения печатной платы 470 в углублении 584 в заглушке 460 картомайзера перед установкой крышки 480 для завершения сборки картомайзера, печатная плата 470 сначала может быть установлена на место в крышке 480, а затем крышку 480 с прикрепленной печатной платой 470 присоединяют к кожуху 410. Печатная плата 470 может быть установлена на крышку 480 с помощью, например, прессовой посадки или посадки с трением. Крышка может включать в себя реперные штифты или другой направляющий механизм, чтобы помочь расположить печатную плату в крышке так, чтобы совместить ее с углублением 584 в заглушке картомайзера, когда крышку прикрепляют к кожуху.
На фиг. 11А показано две альтернативные реализации (верхняя и нижняя) уплотнения батареи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. В частности, на фиг. 11А показано (вид сверху) уплотнение батареи, аналогичное показанному на фиг. 9 за исключением того, что на фиг. 11А показано два уплотнения батареи отдельно, т.е. не вставленные в блок 300 управления. На фиг. 11А верхнее уплотнение батареи обозначено ссылочной позицией 1910, а нижнее уплотнение – ссылочной позицией 2910. Уплотнения 1910, 2910 батареи, в общем, могут быть выполнены из одного и того же материала и выполнять такую же функцию, что и описанное выше уплотнение 910. Эти общие аспекты больше не будут описываться (или будут описаны кратко) для сокращения описания или исключения повторов.
o
Как показано на фиг. 11А сверху, уплотнение 1910 батареи имеет пару отверстий 1908А, 1908В, соответствующих отверстиям 908А, 908В, чтобы микрофон 345 (см. фиг. 10А) мог обнаружить вдох. Уплотнение 2910 батареи имеет такую же пару отверстий 2908А, 2908В для выполнения той же функции. Уплотнение 1910 также имеет пару отверстий 1913А, 1913В. Аналогично, уплотнение 2910 имеет пару отверстий 2913А, 2913В. Эти отверстия предназначены для того, чтобы в них вставлялись контакты, такие как 912А и 912В, как показано на фиг. 9, которые, в свою очередь, контактируют с площадками 810А, 810В на печатной плате 470 (фиг. 8А и 8В), чтобы подавать энергию от батареи из блока 300 управления на атомайзер. В связи с конструктивными особенностями отверстия 1913А, 1913В и 2913А, 2913В немного смещены от положения контактов 912А, 912В, но остаются вращательно-симметричными, как и в реализации по фиг. 9, поэтому картомайзер 200 все еще можно соединить с блоком 300 управления в двух различных ориентациях, отличающихся друг от друга на угол поворота 180 вокруг оси Y.
Канал 1922 в уплотнении 1910 батареи, как показано на фиг. 11А сверху, аналогичен каналу 922 в уплотнении 910 батареи, как показано на фиг. 9. В частности, каналы 922, 1922 проходят через короткий размер плоской поверхности, соединяя периметр уплотнения батареи с центральным проходом для воздуха (соответствующим сквозному отверстию 471 в печатной плате 470). Каждый из каналов 922, 1922 может быть образован двумя подканалами, первый подканал проходит от одной стороны периметра до центрального воздуховода, а второй подканал проходит также от периметра, но с противоположной его стороны, до центрального воздуховода. Таким образом, объем воздуха, достигающего центрального проход для воздуха в картомайзере 200, представляет собой суммарный объем воздуха, проходящего по первому и второму подканалам.
Канал 2922 в уплотнении 2910 батареи, как показано на фиг. 11А снизу, отличается от канала 922 в уплотнении 910 батареи (и от канала 1922 в уплотнении 1910 батареи) тем, что он не содержит только один единственный путь от периметра к центральному проходу для воздуха.
На фиг. 11В показаны сечения по каждому из каналов, показанных на фиг. 11А. Более конкретно, на фиг. 11В сверху показано сечение через уплотнение 1910 батареи, показанное на фиг. 11А сверху, а на фиг. 11В снизу показано сечение через уплотнение 2910 батареи, показанное на фиг. 11А снизу. Видно, что площадь поперечного сечения через канал 2922 в уплотнении 2910 батареи существенно больше, чем площадь поперечного сечения через канал 1922 в уплотнении 1910 батареи (которое имеет примерно такой же размер, что и канал 922 в уплотнении 910 батареи).
2
В показанных конкретных вариантах выполнения площадь поперечного сечения канала 2922 в уплотнении 2910 батареи приблизительно в два раза больше площади поперечного сечения канала 1922 в уплотнении 1910 батареи. Так как канал 1922 в уплотнении 1910 батареи содержит два отдельных пути (подканала) от периметра до центрального воздуховода, а канал 2922 в уплотнении 2910 батареи содержит только один путь (подканал) от периметра до центрального воздуховода, то общая площадь поперечного сечения для прохода воздушного потока от периметра до центрального воздуховода приблизительно одинакова как для канала 2922 в уплотнении 2910 батареи, так и для канала 1922 в уплотнении 1910 батареи. Это подтверждается специальными измерениями площади поперечного сечения, приведенными (в качестве примера) на фиг. 11В. Так одиночный воздушный канал, показанный на фиг. 11B снизу имеет площадь поперечного сечения 0,786 мм, равную суммарной площади двух подканалов, показанных на фиг. 11B сверху.
Увеличение размера одиночного воздушного канала, показанного на фиг. 11В снизу, по сравнению с размером отдельных подканалов двойного воздушного пути, показанных на фиг. 11А сверху, в основном происходит из-за увеличения ширины канала (глубина каналов примерно одинакова в обоих случаях). Так как общая площадь поперечного сечения для воздушного потока одинакова (приблизительно) как одиночного, так и двойного воздушного канала, то и общее сопротивление затяжке (RTD) одинаково в этих двух вариантах. Тем не менее, было установлено, что использование двух меньших подканалов, показанных на фиг. 11В сверху, более предрасположено для создания нежелательного шума во время вдоха, так как воздух втягивают через меньшие подканалы. Было установлено, что одиночный воздушный канал, показанный на фиг. 11В снизу, менее предрасположен к созданию нежелательного шума во время вдоха. Одной из возможных причин этого является то, что меньшие подканалы сильнее подвержены краевым эффектам, вызывающим турбулентность.
2
2
2
2
В целом, это приводит к различным соображениям в отношении калибровки (под)каналов, в частности, для достижения желаемого RTD, чтобы избежать или уменьшить риск вытекания какой-либо жидкости, которая не испарилась, через воздушный канал 922, и чтобы избежать или уменьшить шум во время вдоха. Точный размер для достижения этих разных целей зависит от точной конфигурации любой конкретной конструкции, но обычно площадь поперечного сечения каждого подканала находится в диапазоне 0,3-1,5 мм, более типично в диапазоне 0,5-1,0 мм, а площадь поперечного сечения всего канала (который может быть образован несколькими подканалами) обычно находится в диапазоне 0,5-1,5 мм, более типично – в диапазоне 0,6-1,0 мм.
Еще одно различие между уплотнением 910 батареи по фиг. 9 и уплотнениями 1910 и 2910 батареи по фиг.11А заключается в том, что последние снабжены гребнем для улучшения герметичности уплотнения, образованного каналом. Так, уплотнение 1910 батареи содержит два гребня 1924А, 1924В, расположенные с двух сторон канала 1922. Как видно на фиг. 11В сверху, эти гребни 1924А и 1924В выступают над плоской поверхностью уплотнения 1910 батареи. Эти гребни выполнены за одно целое с уплотнением батареи (и из того же упругого материала). Высота гребня меньше глубины канала.
Когда блок 300 управления соединен с картомайзером 200, уплотнение батареи прижато к нижней стороне картомайзера 200. В частности, уплотнение батареи немного деформировано в области гребня, так как гребень 1924 представляет собой часть уплотнения батареи, которая проходит дальше всего в направлении картомайзера, и, следовательно, основание картомайзера 200 прижимает гребень к уплотнению батареи. Эта упругая деформация уплотнения приводит к возникновению противоположного усилия, которое прижимает или удерживает гребень 1924 плотно прижатым к нижней стороне картомайзера, обеспечивая тем самым более надежную герметичность уплотнения вдоль канала.
В уплотнении 1910 батареи (фиг. 11А сверху) гребень состоит из двух частей 1924А и 1924В, которые по существу примыкают к противоположным сторонам канала, способствуя получению герметичного уплотнения канала. Следует отметить, что части 1924А, 1924В гребня огибают отверстия 1908А, 1908В для воздуха. Во время вдоха, когда воздух втягивается через канал 1922, такая форма гребней 1924А, 1924В позволяет через отверстия 1908А, 1908В вызванное вдохом снижение давления передать на микрофон, который может обнаружить вдох.
Уплотнение 2910 батареи (фиг. 11А снизу) содержит аналогичный гребень, как и уплотнение 1910 батареи. В частности, уплотнение 2910 содержит части 2924А, 2924В гребня, которые выровнены с каналом 2922 и примыкают к нему с противоположных сторон. Как и для уплотнения 1910 батареи, гребень огибает отверстия 2908А, 2908В для воздуха, чтобы через эти отверстия можно было обнаружить вдох. Гребень уплотнения 2910 батареи также включает в себя дополнительную часть 2924С, которая перекрывает конец канала, т.е. на стороне относительно центрального воздуховода, противоположной стороне, на которой расположен канал 2922. Понятно, что такая конфигурация с добавленной частью 2924С гребня завершает герметичное уплотнение вокруг канала 2922.
В заключение, для решения различных задач и развития уровня техники в этом описании на примере показаны различные варианты осуществления изобретения. Преимущества и особенности изобретения представляют собой всего лишь возможные варианты его осуществления и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для понимания идеи настоящего изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, особенности конструкции и/или другие описанные выше аспекты изобретения не следует рассматривать как ограничивающие, и что, не выходя за объем формулы изобретения, можно применять другие варианты осуществления изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут должным образом содержать, состоять из или по существу состоять из различных сочетаний описанных элементов, компонентов, особенностей, частей, этапов, средств и т.д., отличных от описанных выше.