УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ПАРА
STEAM GENERATION DEVICE

Область техники
Изобретение относится к системам создания пара, таким как системы доставки никотина (например, электронные сигареты и аналогичные устройства), и отделяемым картриджам/картомайзерам для использования в таких системах, и, в частности к воздушному потоку в системах создания пара.
Предшествующий уровень техники
Электронные системы создания пара, такие как электронные сигареты (электронные средства доставки никотина) обычно содержат исходный материал для создания пара, такой как емкость с исходной жидкостью, содержащей состав, как правило, включающий в себя никотин, или твердый материал, такой как полученный из табака продукт, из которого генерируется вдыхаемый пользователем пар, например, путем испарения с помощью нагрева. Таким образом, система создания пара содержит парообразующую камеру, содержащую испаритель, например, нагревательный элемент, предназначенный для испарения части исходного материала, с целью генерирования пара в парообразующей камере. Когда пользователь делает затяжку, на испаритель подается электропитание, через входные отверстия в парообразующую камеру устройства поступает воздух, где он перемешивается с испарившимся исходным материалом. В устройстве имеется проточный канал, соединяющий парообразующую камеру с отверстием в мундштуке, так что поступающий воздух, проходящий через парообразующую камеру, проходит дальше к отверстию мундштука, захватывая с собой часть пара, и из отверстия мундштука вдыхается пользователем.
Опыт пользователей по использованию электронных систем создания пара постоянно расширяется, поскольку эти системы постоянно усовершенствуются в плане природы пара, который они создают для вдыхания пользователем, например, с точки зрения глубины доставки пара в легкие, вкусовых ощущений и стабильности характеристик. Однако, несмотря на усовершенствование этих устройств, некоторые вопросы их усовершенствования остаются нерешенными.
Раскрытие изобретения
Согласно первой особенности некоторых вариантов осуществления изобретения предлагается устройство создания пара, включающее в себя: парообразующую камеру, содержащую испаритель для генерирования пара из исходного материала для создания пара; и стенку воздушного канала, образующую воздушный канал между парообразующей камерой и отверстием для выхода пара на конце мундштука устройства создания пара, через которое пользователь может вдыхать пар при использовании; причем внутренняя поверхность стенки воздушного канала содержит по меньшей мере один выступ, выдающийся внутрь воздушного канала, для изменения потока воздуха в воздушном канале при использовании.
Согласно еще одной особенности изобретения предлагается средство создания пара, включающее в себя: парообразующую камеру, содержащую парообразующее средство для генерирования пара из исходного материала для создания пара; и стенку воздушного канала, образующую воздушный канал, соединяющий по текучей среде парообразующую камеру с отверстием для выхода пара на конце мундштука средства создания пара, через которое пользователь может вдыхать пар при использовании; причем внутренняя поверхность стенки воздушного канала содержит выступ, выдающийся внутрь воздушного канала, для изменения потока воздуха в воздушном канале при использовании.
Эти и другие особенности определенных вариантов осуществления изложены в независимых и зависимых пунктах формулы изобретения. Следует иметь в виду, что признаки зависимых пунктов могут использоваться в комбинации друг с другом и с признаками независимых пунктов, причем эти комбинации могут отличаться от, явным образом, изложенных в формуле изобретения. Кроме того, раскрываемые подходы не ограничиваются конкретными вариантами осуществления, например, рассмотренными в описании, но включают в себя и охватывают все соответствующие комбинации описанных признаков. Например, система создания пара согласно изобретению может содержать одну или более особенностей, рассматриваемых далее в качестве соответствующих.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - электронная сигарета, содержащая картомайзер и блок управления, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 2 - картомайзер электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, внешний вид в изометрии;
на фиг. 3 - картомайзер, показанный на фиг. 2, согласно вариантам осуществления изобретения, пять видов снаружи, в частности, нижний вид представляет собой вид картомайзера снизу, верхний - вид картомайзера сверху, вид в центре - вид картомайзера с лицевой стороны (спереди или сзади), виды по обе стороны от центрального вида - соответствующие виды сбоку картомайзера;
на фиг. 4 - картомайзер электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, вид в разобранном состоянии;
на фиг. 5A, 5B и 5C - фитильно-нагревательный узел, вставляемый в заглушку картомайзера, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 6A и 6B - внутренняя рама и выходное уплотнение, вставляемые в заглушку картомайзера, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 7A и 7B - собранные вместе внутренняя рама, фитильно-нагревательный узел и основное уплотнение, вставляемые в оболочку, с последующим заполнением емкости жидкостью для электронных сигарет, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 8A и 8B - печатная плата и крышка, устанавливаемые на другие компоненты для завершения сборки картомайзера, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 9 - блок управления электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, вид сверху;
на фиг. 10A и 10B - виды в разрезе от боковой стороны к боковой стороне (A) и спереди назад (B), поясняющие прохождение воздушного потока через электронную сигарету, показанную на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения;
на фиг. 11-14 - различных конфигурации воздушного канала согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, схематичные виды.
Варианты осуществления изобретения
Далее описаны/рассмотрены объекты и особенности согласно определенным примерам выполнения и вариантам осуществления. Некоторые объекты и особенности определенных примеров выполнения и вариантов осуществления могут быть осуществлены условно, и в целях обеспечения краткости описания они не рассмотрены. Таким образом, понятно, что объекты и особенности рассматриваемых устройства и способов, не описываемых подробно, могут осуществляться в соответствии с любыми обычными методами осуществления таких объектов и особенностей.
Изобретение относится к системам создания аэрозоля, называемым также системами создания пара, такими как электронные сигареты. Далее в описании иногда может использоваться понятие «электронная сигарета», однако, следует понимать, что это понятие является взаимозаменяемым с понятиями «система создания аэрозоля (пара)» и «электронная система создания аэрозоля (пара)».
На фиг. 1 представлена электронная сигарета 100 (в качестве примера системы создания пара) согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, вид в разрезе. Электронная сигарета 100 содержит два основных отделяемых друг от друга компонента, а именно, картомайзер 200 и блок 300 управления.
Как описано более подробно далее, картомайзер включает в себя камеру 270, содержащую емкость с жидкостью, нагреватель, выполняющий функцию атомайзера или испарителя, и мундштук. Жидкость, содержащаяся в емкости (иногда называемая жидкостью для электронных сигарет), как правило, содержит никотин в подходящем растворителе, и может включать в себя также дополнительные составляющие, например, для содействия образованию аэрозоля и/или создания дополнительного аромата. Картомайзер 200 содержит также фитильно-нагревательный узел 500, включающий в себя фитиль или аналогичное средство для перемещения небольшого количества жидкости из емкости к месту нагрева, расположенному на нагревателе или рядом с ним. Блок 300 управления содержит аккумулятор или батарею 350 для подачи питания к электронной сигарете 100, печатную плату (ПП) (не показана на фиг. 1) для управления электронной сигаретой в целом, и микрофон 345 для обнаружения выполняемой пользователем затяжки (путем обнаружения падения давления). При поступлении от аккумулятора питания на нагреватель, управляемый печатной платой, в результате обнаружения микрофоном 345 затяжки, выполняемой пользователем через электронную сигарету 100, нагреватель испаряет жидкость, поступающую от фитиля, и получаемый пар вдыхается пользователем через мундштук.
Для простоты ориентации на фиг. 1 показаны оси x и y. Ось x соответствует ширине устройства (от края до края), а ось y - высоте устройства (от самой нижней точки до самой верхней точки), причем картомайзер 200 представляет собой верхнюю часть электронной сигареты 100, и блок 300 управления - нижнюю часть электронной сигареты. Следует отметить, что такая ориентация соответствует тому, как пользователь держит электронную сигарету 100 при нормальной работе данного устройства, например, между затяжками, при условии, что фитиль расположен в нижней части емкости в картомайзере 200. Таким образом, удерживание электронной сигареты 100 в этой ориентации может помочь обеспечению контакта фитиля с жидкостью на дне емкости 270.
В этой системе координат имеется также ось z (не показана на фиг. 1), перпендикулярная осям x и y, показанным на фиг. 1. Далее везде ось z будет называться осью толщины. В рассматриваемом примере толщина электронной сигареты 100 значительно меньше ее ширины, что приводит к практически плоской или планарной конфигурации устройства (в плоскости x - y). Соответственно, можно считать, что ось z проходит от одной поверхности до другой поверхности электронной сигареты 100, где одну поверхность можно (произвольно) считать передней поверхностью, а другую, противоположную ей поверхность - задней поверхностью электронной сигареты 100. Однако следует отметить, что описанные здесь принципы могут быть применены к электронным сигаретам с другими формами и размерами.
Картомайзер 200 и блок 300 управления можно отсоединять друг от друга путем отделения в направлении, параллельном оси y, но при использовании устройства 100 они остаются соединенными друг с другом, чтобы обеспечивалась механическая и электрическая связь между картомайзером 200 и блоком 300 управления. Когда жидкость для электронных сигарет в емкости картомайзера заканчивается, или если пользователь желает установить другой картомайзер, например, с исходным материалом, имеющим другой аромат, картомайзер 200 удаляют и устанавливают новый картомайзер, который подсоединяется к блоку 300 управления. Таким образом, картомайзер 200 иногда может называться одноразовой частью электронной сигареты 100, в то время как блок 300 управления является многократно используемой частью. Как вариант, картомайзер может быть выполнен с возможностью повторного заполнения жидкостью для электронных сигарет, и для получения доступа к заправочному отверстию его может быть необходимо отделить от блока управления.
На фиг. 2 представлен картомайзер электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, внешний вид в изометрии. Ориентация по отношению к виду на фиг. 1 ясна из системы координат x-y-z. Внешний вид поясняет, что толщина картомайзера 200 (и электронной сигареты 100 в целом), измеренная в направлении по оси z, несколько меньше ширины картомайзера 200 (и электронной сигареты 100 в целом), измеренной в направлении по оси x. Однако как уже было указано выше, принципы изобретения могут быть в равной степени применены к системам создания пара, имеющим другие формы и размеры, например, к системам создания пара более традиционной формы, таким как обычные сигареты цилиндрической формы или системы коробчатого типа.
Картомайзер 200, по меньшей мере, с точки зрения внешней конструкции, может содержать две основные части. В частности, он содержит нижнюю часть 210 и верхнюю часть 220 (используемые понятия «нижняя» и «верхняя» употребляются в соответствии с ориентацией, показанной на фиг. 1). При соединении картомайзера 200 с блоком 300 управления нижняя часть 210 картомайзера входит в блок 300 управления, и, таким образом, она не видна снаружи, а верхняя часть 220 картомайзера выступает над блоком 300 управления, и, следовательно, является видимой снаружи. Соответственно, толщина и ширина нижней части 210 меньше толщины и ширины верхней части 220, чтобы нижнюю часть 210 можно было вставлять внутрь блока 300 управления. Увеличение толщины и ширины верхней части 220 относительно толщины и ширины нижней части 210 обеспечивается посредством упорного выступа или обода 240. При вставлении картомайзера 200 в блок 300 упорный выступ или обод 240 упирается в верхнюю часть блока управления.
Как показано на фиг. 2, боковая стенка нижней части 210 содержит выемку или углубление 260, предназначенное для приема соответствующего элемента защелкивания блока 300 управления. Противоположная боковая стенка нижней части 210 содержит аналогичную выемку или углубление для приема соответствующего элемента защелкивания блока 300 управления. Следует принимать во внимание, что эта пара выемок 260 на нижней части 200 вместе с соответствующими элементами защелкивания блока управления образуют защелку или соединение с защелкиванием для надежной фиксации картомайзера 200 в блоке 300 управления во время работы устройства. Рядом с выемкой 260 выполнена еще одна выемка или углубление 261, используемое для формирования картомайзера 200.
Из фиг. 2 видно также, что нижняя стенка 211 нижней части 210 содержит два отверстия 212A, 212B большего размера, расположенные с разных сторон от отверстия 214 меньшего размера для входа воздуха. Отверстия 212A и 212B большего размера предназначены для прокладки положительной и отрицательной электропроводки от блока 300 управления к картомайзеру 200. Таким образом, когда пользователь делает затяжку через мундштук 250, и устройство 100 активируется, воздух поступает в картомайзер 200 через отверстие 214 для входа воздуха. Входящий воздух проходит через нагреватель (не виден на фиг. 2), получающий электроэнергию от батареи в блоке 300 управления, в результате чего происходит испарение жидкости из емкости (точнее, из фитиля). Эта испарившаяся жидкость затем захватывается или поступает в воздушный поток, проходящий сквозь картомайзер, и, таким образом, вытягивается из картомайзера 200 через мундштук 250 при выполнении затяжки пользователем.
На фиг. 3 представлен картомайзер 200, показанный на фиг. 2, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, пять видов снаружи. В частности, нижний вид представляет собой вид картомайзера снизу (со ссылкой на ориентацию на фиг. 1), верхний - вид картомайзера сверху, вид в центре - вид картомайзера с лицевой стороны (спереди или сзади), виды по обе стороны от центрального вида - соответствующие виды сбоку картомайзера. Следует отметить, что картомайзер имеет симметричные переднюю и заднюю поверхности (т.е. по оси z), и как передняя, так и задняя поверхности картомайзера соответствуют центральному виду на фиг. 3. Кроме того, картомайзер является симметричным также в направлении по ширине (т.е. по оси x), и поэтому два боковых вида (слева и справа от центрального вида) являются одинаковыми.
Фиг. 3 поясняет различные особенности картомайзера, уже обсуждавшиеся выше при рассмотрении фиг. 2. Например, центральный вид четко показывает верхнюю часть 220 и нижнюю часть 210 картомайзера. Нижний вид показывает нижнюю стенку нижней части 211, содержащую два отверстия 212A и 212B большего размера, используемые для прокладки положительной и отрицательной проводки от блока 300 управления к картомайзеру 200, а также отверстие 214 меньшего размера для входа воздуха в картомайзер. Кроме того, два боковых вида показывают две выемки, выполненные на каждой из боковых стенок, а именно, верхнюю выемку 261A, 261B и нижнюю выемку 260A, 260B (последняя используется для прикрепления картомайзера 200 к блоку 300 управления).
Верхний вид демонстрирует отверстие 280 в мундштуке 250, предназначенное для выхода воздуха с паром из картомайзера 200. Таким образом, в процессе использования устройства, когда пользователь делает затяжку, воздух поступает в картомайзер через отверстие 214 для входа воздуха в нижней стенке, проходит сквозь атомайзер, в том числе, через нагреватель, где воздух захватывает образовавшийся пар, а затем проходит вверх к центру картомайзера, и выходит через отверстие 280 для выхода воздуха.
В качестве конкретного примера на фиг. 3 указаны размеры картомайзера 200, согласно которым его максимальная высота (в направлении по оси y) составляет около 31,3 мм, максимальная ширина (в направлении по оси x) - около 35,2 мм, и максимальная толщина (в направлении по оси z) - около 14,3 мм. Следует отметить, что указанные величины максимальной ширины и толщины относятся к верхней части 220 картомайзера, а ширина и толщина нижней части 210 несколько меньше, чтобы нижнюю часть можно было вставлять в блок 300 управления. Увеличение ширины и толщины верхней части 220 относительно толщины и ширины нижней части 210 обеспечивается с помощью упорного обода или выступа 240, как было указано выше.
На фиг. 3 указаны также размер и форма мундштука 250. В отличие от многих других электронных сигарет, имеющих круглый мундштук, по форме напоминающий соломинку или обычную сигарету, рассматриваемый мундштук 250 имеет совершенно другую общую форму. В частности, мундштук содержит пару больших, относительно плоских противоположных поверхностей. Одна из этих поверхностей мундштука, обозначенная ссылочной позицией 251, показана на центральном виде на фиг. 3, и сзади имеется аналогичная противоположная поверхность. (Следует отметить, что обозначение передней и задней поверхностей картомайзера является произвольным, поскольку они являются симметричными в направлении по оси z, и картомайзер можно вставлять блок управления 300 любой стороной (с поворотом относительно оси y). Однако, как уже было указано выше, принципы изобретения могут быть использованы в устройствах другой формы и с другими размерами.
Как показано на фиг. 3, передняя и задняя поверхности 251 не сходятся полностью в верхней части мундштука, а немного выступают относительно его верхней поверхности, образуя небольшой желоб 284, проходящий в направлении по оси x устройства. Отверстие 280, предназначенное для выхода воздуха и пара из картомайзера 200, выполнено в центре этого желоба 284. Наличие этого небольшого выступа и расположение отверстия 280 в канавке или желобе 284 помогает предотвратить физический контакт этого отверстия с чем-либо, устраняя возможность его повреждения или загрязнения.
На фиг. 4 представлен картомайзер 200 электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, вид в разобранном состоянии. Картомайзер содержит оболочку 410, выходное уплотнение 420, внутреннюю раму 430, нагревательную обмотку 450, расположенную на фитиле 440, основное уплотнение 460 (называемое также заглушкой картомайзера), печатную плату (ПП) 470 и крышку 480. Вид на фиг. 4 показывает все вышеуказанные компоненты в разобранном состоянии, разнесенные по длине (по высоте или оси y) картомайзера 200.
Крышка 480 выполнена из, по существу, жесткой пластмассы, такой как полипропилен, и образует нижнюю часть 210 картомайзера. В крышке выполнены два отверстия 260, 261 на каждой стороне (на фиг. 4 видна только одна сторона, но другая сторона аналогичная). Нижнее отверстие 260 предназначено для прикрепления картомайзера 200 к блоку 300 управления, а верхнее отверстие 261 - для прикрепления крышки 480 к оболочке 410. Как более подробно описано далее, прикрепление крышки 480 к оболочке 410, фактически, завершает сборку узла картомайзера, и обеспечивает фиксацию показанных на фиг. 4 различных компонентов в правильном положении.
Над крышкой расположена печатная плата 470, содержащая центральное отверстие 471, предназначенное для обеспечения возможности прохождения воздуха через печатную плату в атомайзер (крышка 480 содержит аналогично расположенное центральное отверстие для воздуха, не видимое на фиг. 4, но видное на фиг. 2). Согласно некоторым вариантам осуществления печатная плата не содержит каких-либо электрических компонентов, а обеспечивает соединение или проводящий тракт между блоком 300 управления и нагревателем 450.
Над печатной платой 470 расположено основное уплотнение (заглушка картомайзера) 460, включающее в себя две основные части, а именно, верхнюю часть, образующую (частично) испарительную камеру (парообразующую камеру) 465, и нижнюю часть 462, выполняющую функцию торцевого уплотнения емкости 270. Следует отметить, что когда картомайзер 200 находится в собранном состоянии, емкость жидкости для электронных сигарет расположена снаружи, вокруг испарительной камеры, и вытекание жидкости для электронных сигарет из картомайзера предотвращается (по меньшей мере, частично) нижней частью 462 заглушки 460 картомайзера. Заглушка картомайзера выполнена из слегка деформируемого материала. Это позволяет нижней части 462 немного сжиматься при вставке в оболочку 410, и, таким образом, создавать надежное уплотнение для удержания жидкости для электронных сигарет в емкости 270.
Две противоположные боковые стенки испарительной камеры 465 содержат соответствующие пазы 569, в которые вставляется фитиль 440. Такая конструкция помогает обеспечить расположение установленного непосредственно над фитилем нагревателя (испарителя) 450 рядом с дном испарительной камеры, чтобы он мог испарять жидкость, поступающую в испарительную камеру 465 по фитилю 440. В некоторых вариантах осуществления фитиль 440 выполнен из стекловолоконного жгута (т.е. скрученных друг с другом волокон или нитей стекловолокна), а нагревательная обмотка 450 выполнена в виде намотанной на фитиль нихромовой проволоки (проволоки из сплава никеля и хрома). Однако известны и другие типы фитиля и нагревателя, которые могут быть использованы в картомайзере 200, например, фитиль из пористой керамики и/или некоторые планарные формы нагревателя (а не обмотка). Следует отметить, что хотя на фиг. 4 нагревательная обмотка 450 показана имеющей по петле проволоки, свисающей с фитиля на каждом конце, на практике на каждом конце имеется только один провод.
Над заглушкой 460 картомайзера и фитильно-нагревательным узлом расположена внутренняя рама 430, содержащая три основных секции. Внутренняя рама является, по существу, жесткой и может быть выполнена из материала типа полибутилентерефталата. Нижняя секция 436 внутренней рамы 430 закрывает нижнюю часть 462 заглушки 460 картомайзера, а средняя секция 434 заканчивает камеру 465 заглушки картомайзера. В частности, внутренняя рама образует верхнюю стенку испарительной камеры, а также содержит две боковые стенки, перекрывающиеся с двумя боковыми стенками испарительной камеры 465 заглушки картомайзера. Верхняя секция внутренней рамы представляет собой стенку воздушного канала/воздушную трубку 432, образующую внутренний воздушный канал, отходящий вверх от верхней стенки испарительной камеры (части средней секции 434) и соединяющийся с отверстием 280 мундштука. Иными словами, трубка (стенка воздушного канала) 432 образует тракт (воздушный канал), по которому пар, созданный в испарительной камере (парообразующей камере) 465 может поступить к выходу из электронной сигареты 100, чтобы пользователь мог затянуться через выходное отверстие (выход пара) 280 на конце мундштука 250 системы/устройства 100 создания пара.
Поскольку внутренняя рама является, по существу, жесткой, выходное уплотнение 420 устанавливается в верхней части воздушной трубки 432 (надевается на указанную воздушную трубку), с целью обеспечения надежного уплотнения между внутренней рамой и внутренним пространством оболочки 410 вокруг выходного отверстия 280 мундштука. Выходное уплотнение 420 выполнено из подходящего деформируемого и упругого материала, такого как силикон. И, наконец, оболочка 410 содержит внешнюю поверхность верхней части 220 картомайзера 200, включая мундштук 250, а также выступ или обод 240. Оболочка 410, как и крышка, выполнена из, по существу, жесткого материала, такого как полипропилен. Когда картомайзер находится в собранном состоянии, нижняя секция 412 оболочки 410 (т.е. под выступом 240) входит внутрь крышки 480. На обеих сторонах оболочки выполнены защелкивающиеся язычки 413, входящие в зацепление с отверстиями 261 на обеих сторонах крышки 480, обеспечивая, тем самым, фиксацию картомайзера 200 в собранном виде.
Проходящий через картомайзер воздушный поток входит в центральное отверстие 214 в крышке 480 (не видно на фиг. 4, но хорошо видно на фиг. 2), а затем проходит далее сквозь отверстие 471 в печатной плате. Затем воздушный поток поступает вверх в испарительную камеру 465, являющуюся частью заглушки 460 картомайзера, обтекает фитильно-нагревательный узел 500, и проходит по воздушному каналу, образованному трубкой 432 (стенкой воздушного канала) внутренней рамы 430 (и через выходное уплотнение 420), и, наконец, выходит через отверстие 280 в мундштуке 250.
Емкость 270 жидкости для электронных сигарет представляет собой пространство между этим каналом прохождения воздушного потока через картомайзер и внешней поверхностью картомайзера 200. Таким образом, оболочка 410 образует внешние стенки (и верхнюю часть) корпуса емкости 270, а нижняя секция 436 внутренней рамы вместе с нижней частью 462 основного уплотнения 460 и торцевой крышкой 480 образуют дно или нижнюю стенку этого корпуса емкости, в которой содержится жидкость для электронных сигарет. Внутренние стенки этого корпуса образованы испарительной (парообразующей) камерой 465 основного уплотнения 460 вместе со средней секцией 434 внутренней рамы, а также воздушной трубкой 432 внутренней рамы 430 и выходным уплотнением 420. Иными словами, жидкость для электронных сигарет содержится в пространстве между внешними стенками и внутренними стенками. В идеале, жидкость для электронных сигарет не должна проникать внутрь внутренних стенок и попадать в канал прохождения воздушного потока каким-либо иным путем, кроме как через фитиль 440, иначе возникнет риск вытекания жидкости из отверстия 280 мундштука.
Согласно некоторым вариантам осуществления объем этой емкости обычно составляет около 2 мл, однако, следует иметь в виду, что этот объем может меняться в зависимости от конкретного варианта исполнения. Следует отметить, что в отличие от некоторых других электронных сигарет, емкость 270 для жидкости для электронных сигарет в рассматриваемом варианте исполнения не содержит какого-либо абсорбирующего материала (такого как хлопок, губка, пена, и т.д.) для удержания жидкости. В этой емкости содержится только жидкость, и эта жидкость может свободно перемещаться по данной емкости 270. Однако следует отметить, что относительно для принципов изобретения, в аспекте системы обеспечения аэрозоля не столь важен конкретный путь прохождения воздушного канала от испарительной камеры к выходу пара.
На фиг. 5A, 5B и 5C показан фитильно-нагревательный узел, вставляемый в заглушку картомайзера, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. Фитильно-нагревательный узел 500 содержит нагревательную проволоку 450 и фитиль 440. Как было указано выше, в рассматриваемом примере фитиль содержит стекловолокна, образующие в целом цилиндрическую или стержневидную форму. Нагреватель/испаритель 450 содержит обмотку из проволоки 551, намотанной на фитиль. На каждой стороне обмотки имеется контактный провод 552A, 552B, которые вместе выполняют функцию положительного и отрицательного выводов, обеспечивая поступление электроэнергии на обмотку.
Как показано на фиг. 5A, основное уплотнение 460 содержит нижнюю часть 462 и испарительную камеру 465. Нижняя часть содержит два выступающих наружу ребра. Когда оболочку 410 надевают на нижнюю часть, эти ребра слегка сжимаются, чтобы войти внутрь оболочки 410. Это сжатие и получающаяся в результате незначительная упругая деформация обеспечивают хорошее уплотнение, предотвращающее вытекание жидкости для электронных сигарет в нижней части емкости картомайзера.
Как показано на фиг. 5A, парообразующая камера 465 содержит четыре стенки, расположенные в виде, по существу, прямоугольной конструкции, две противоположные боковые стенки 568, и противоположные переднюю и заднюю стенки 567. Каждая из противоположных боковых стенок 568 содержит паз 569 с открытым краем вверху (и в центре) боковой стенки и закрытым краем 564 рядом с дном испарительной камеры 465, т.е. два паза 569 проходят вниз более чем на половину высоты соответствующих боковых стенок 568.
На фиг. 5B показан фитильно-нагревательный узел 500, вставленный в испарительную камеру 465 заглушки картомайзера. В частности, фитильно-нагревательный узел вставляют в два противоположных паза 569A, 569B, таким образом, что он выступает из них с обеих сторон. Затем фитиль сдвигают вниз, пока он не упрется в закрытый край 564 каждого паза. Следует отметить, что в этом положении обмотка 551 находится полностью внутри испарительной камеры 465, только сам фитиль 440 выступает из пазов в емкость 270. Такая конструкция позволяет фитилю вытягивать жидкость для электронных сигарет из емкости 270 в испарительную камеру 465 для испарения проволочной обмоткой 551 нагревателя. Расположение фитиля рядом с дном испарительной камеры, в частности, рядом с дном емкости 270, помогает фитилю извлекать жидкость из емкости, даже когда она частично израсходована, и, следовательно, уровень жидкости в емкости понижен. На фиг. 5B видны также контактные провода 552A, 552B нагревателя, выходящие под основным уплотнением 460.
На фиг. 5C приведена нижняя сторона нижней части 462 основного уплотнения 460. Как показано на чертеже, нижняя часть содержит два отверстия 582A, 582B, используемые для заправки емкости 270 жидкостью для электронных сигарет, как более подробно описано далее. На нижней стороне также выполнено прямоугольное углубление или выемка 584, предназначенная для приема печатной платы 470. В этом углублении 584 имеется центральное отверстие 583, образующее воздушный тракт для прохождения воздуха снизу (и снаружи) картомайзера в испарительную камеру 465. Следует иметь в виду, что после сборки указанное центральное отверстие 583 в заглушке картомайзера совпадает с соответствующим центральным отверстием 471 в печатной плате.
В нижней части образованы также два отверстия 587A, 587B меньшего диаметра, выполненные в прямоугольном углублении 584 нижней части заглушки 460 картомайзера с обеих сторон от центрального отверстия 583. Контактные провода 552A и 552B, проходящие вниз от нагревателя 450 из испарительной камеры 465, проходят, соответственно, через эти два отверстия 587A, 587B.
Как на передней, так и на задней стенке прямоугольного углубления 584 выполнена прорезь 590A, 590B. После выхода из двух отверстий 587A, 587B каждый контактный провод от нагревателя загибается к нижней стороне заглушки картомайзера и выходит из прямоугольного углубления через соответствующую прорезь 590A, 590B. Таким образом, контактный провод 552A выходит из испарительной камеры 465 через отверстие 587A, а затем выходит из прямоугольного углубления 584 через прорезь 590A; аналогичным образом, контактный провод 552B выходит из испарительной камеры 465 через отверстие 587B, а затем выходит из прямоугольного углубления 584 через прорезь 590B. Остальная часть каждого провода 552A, 552B затем загибается вверх к испарительной камере 465, попадая в соответствующую канавку 597 в заглушке 460 картомайзера (см. фиг. 5B).
На фиг. 6A и 6B показаны внутренняя рама и выходное уплотнение, вставляемые в заглушку картомайзера, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. Как уже было указано выше, внутренняя рама 430 содержит нижнюю секцию 436, среднюю секцию 434 и верхнюю секцию, образующую стенку 432 воздушного канала, обеспечивающего сообщение по текучей среде парообразующей камеры 465 и выхода пара, когда картомайзер 200 находится в собранном состоянии и готов к использованию.
Нижняя секция внутренней рамы содержит два паза 671A, 671B проходящие горизонтально вбок (параллельно оси x). При опускании нижней секции 436 внутренней рамы, таким образом, что она проходит мимо испарительной камеры 465, участки фитиля 440, выступающие вбок с каждой стороны испарительной камеры 465, проходят сквозь эти пазы 671A, 671B, позволяя, тем самым, опустить нижнюю секцию внутренней рамы еще ниже, пока она не войдет в нижнюю часть 462 заглушки картомайзера.
Как было указано выше, средняя секция 434 внутренней рамы дополняет и завершает парообразующую/испарительную камеру 465 заглушки 460 картомайзера. В частности, средняя секция содержит две противоположные боковые стенки 668 и верхнюю стенку или свод 660. Последняя закрывает верхнюю часть испарительной камеры 465, кроме воздушной трубки 432, которая выходит из испарительной камеры 465 к выходному отверстию 280 мундштука 250.
Каждая из противоположных боковых стенок 668 содержит паз 669A, 669B, проходящий вверх (параллельно оси y) от нижней части боковой стенки до закрытого края соответствующего паза. Соответственно, при опускании вниз нижней секции 436 внутренней рамы и ее перемещении мимо испарительной камеры 465, части фитиля 440, выступающие с обеих сторон испарительной камеры 465, входят в указанные пазы 669A, 669B (в дополнение к пазам 671A, 671B). Таким образом, это позволяет боковым стенкам 668 внутренней рамы 430 перекрывать боковые стенки 568 заглушки картомайзера. Дальнейшее перемещение внутренней рамы 430 вниз невозможно, поскольку закрытый край пазов 669A, 669B контактирует с фитилем 440, что соответствует положению, при котором нижняя секция 436 внутренней рамы оказывается вставленной в нижнюю часть 462 заглушки картомайзера. Этот этап завершает формирование сборочной единицы, показанной на фиг. 6B, включающей в себя узел 460 заглушки картомайзера, фитильно-нагревательный узел 500 и внутреннюю раму 430, и выходное уплотнение 420 теперь можно надеть на воздушную трубку 432 (трубку/стенку воздушного канала) внутренней рамы 430.
На фиг. 7A показаны собранные вместе внутренняя рама 430, фитильно-нагревательный узел 500 и основное уплотнение 460, вставляемые в оболочку 410. При этом вставлении части проводов 552, прошедших через прорези 590, загнутых и повернутых в обратном направлении вокруг наружных стенок заглушки 460 картомайзера, и вошедших в прорези 597, входят в прорези 415 на передней и задней поверхностях нижней части 412 корпуса 410. Кроме того, деформируемые ребра 563 вокруг нижней части 462 основного уплотнения при вставлении слегка сжимаются внутренней стенкой нижней части 412 корпуса 410, и, таким образом, образуют уплотнение, удерживающее жидкость для электронных сигарет в полученной емкости 270. Соответственно, как показано на фиг. 7B, картомайзер 200 теперь готов к заполнению жидкостью для электронных сигарет. Как показано стрелками 701A, 701B, заполнение осуществляется через отверстия 582A и 582B в основном уплотнении 460 и через пазы 671A, 671B во внутренней раме (не видны на фиг. 7B).
На фиг. 8A показана печатная плата 470, вставляемая в прямоугольное углубление 584 на нижней стороне основного уплотнения 460. При этом вставлении центральное отверстие 471 в печатной плате выравнивается с центральным отверстием 583 в основном уплотнении 460, чем обеспечивается канал для прохождения воздуха в картомайзер 200.
Как было указано выше, прямоугольное углубление 584 содержит пару отверстий 587, расположенных с обеих сторон от центрального отверстия 583. Через каждое отверстие проходит соответствующий контактный провод 552A, 552B, выходящий из испарительной камеры 465. Контактные провода 552A, 552B загнуты с примыканием к нижней поверхности прямоугольного углубления 584 и выходят из прямоугольного углубления 584 через соответствующие прорези 590A, 590B на передней и задней стенках прямоугольного углубления. Конечная часть каждого контактного провода 552A, 552B нагревателя затем загибается вверх, к верхней части картомайзера и мундштуку 250, проходя по соответствующей канавке или каналу 597, выполненному в заглушке картомайзера. Кроме того, нижняя часть корпуса содержит также прорезь 415 на передней и задней поверхностях для вставления в них соответствующих контактных проводов 552A, 552B нагревателя.
Согласно некоторым вариантам осуществления печатная плата 470 не содержит каких-либо активных компонентов, но имеет две большие контактные площадки 810A, 810B, по одной с каждой стороны от центрального отверстия 471. Эти контактные площадки видны на фиг. 8A на нижней поверхности печатной платы, т.е. на стороне, обращенной к блоку 300 управления в собранном состоянии. Противоположная сторона печатной платы, т.е. верхняя сторона, входящая в прямоугольное углубление 584 и обращенная к нагревателю 450, содержит аналогичные контактные площадки соответствующей формы (не видны на фиг. 8A). Контактные провода 552A, 552B нагревателя находятся в физическом, и, следовательно, электрическом контакте с соответствующими контактными площадками верхней стороны печатной платы.
Противоположные пары контактных площадок на обеих сторонах печатной платы 470 соединены соответствующими рядами из одного или более межслойных соединений 820A, 820B. Иными словами, межслойное соединение 820A обеспечивает проводящий канал между одной контактной площадкой на нижней поверхности печатной платы и соответствующей контактной площадкой на верхней поверхности печатной платы, а межслойное соединение 820B обеспечивает проводящий канал между другой контактной площадкой на нижней поверхности печатной платы и ее соответствующей контактной площадкой на верхней поверхности печатной платы. Соответственно, когда блок управления соединен с картомайзером, контактные штыри блока управления касаются контактных площадок нижней стороны печатной платы 470, и электрический ток протекает к нагревателю или от нагревателя по соответствующим межслойным соединениям, контактным площадкам на верхней стороне печатной платы 470 и соответствующим контактным проводам 552A, 552B нагревателя.
На фиг. 8B показана торцевая крышка 480, надеваемая на картомайзер 200, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. В частности, торцевую крышку 480 надевают на конец заглушки 460 картомайзера и нижнюю часть 412 корпуса 410, и она удерживается в этом положении выступающим элементом 413, выполненным на каждой стороне нижней секции 412 корпуса, входящим в зацепление с соответствующим отверстием или пазом 261 на каждой стороне торцевой крышки. В таком окончательно собранном состоянии (см. фиг. 2) торцевая крышка 480 закрывает отверстия 582A, 582B в заглушке картомайзера, которые использовались для заправки емкости 270 жидкостью для электронных сигарет. Действительно, как видно из фиг. 10A, крышка 480 содержит две направленные вверх вставки 870A и 870B, которые, соответственно, входят в заправочные отверстия 582A, 582B и закрывают их. Таким образом, емкость 270 в данном состоянии полностью герметизирована, и открытыми остаются только отверстия на каждой стороне испарительной камеры 465, через которые фитиль 440 входит в испарительную камеру 465.
Как было указано ранее, крышка содержит три отверстия, а именно, центральное отверстие 214 и два отверстия 212A, 212B, расположенные с противоположных сторон от данного центрального отверстия. При вставлении крышки торцевой 480 центральное отверстие 214 торцевой крышки выравнивается с центральным отверстием 471 печатной платы и с центральным отверстием 583 основного уплотнения 460, чем обеспечивается основной канал для прохождения воздуха в картомайзер 200. Два боковых отверстия 212A, 212B позволяют контактным штырям от блока 300 управления, выполняющим функцию положительного и отрицательного выводов, проходить сквозь торцевую крышку 480 и входить в контакт с соответствующими контактными площадками 810A, 810B на нижней стороне печатной платы, тем самым, обеспечивая возможность подачи питания от аккумулятора 350 в блоке 300 управления к нагревателю 450.
Согласно некоторым вариантам осуществления основное уплотнение 460, которое, как было указано выше, выполнено из упругого деформируемого материала типа силикона, удерживается в сжатом состоянии между внутренней рамой 430 и торцевой крышкой 480. Иными словами, торцевая крышка надевается на картомайзер 200 и немного сжимает основное уплотнение 460 до того, как защелкивающиеся элементы 413 и 261 войдут в зацепление друг с другом. Таким образом, основное уплотнение остается в таком слегка сжатом состоянии после того, как торцевая крышка 480 и оболочка 410 будут соединены друг другом. Одно из преимуществ такого механизма сжатия заключается в том, что торцевая крышка прижимает печатную плату 470 к контактным проводам 552A, 550B нагревателя, тем самым способствуя обеспечению надежного электрического соединения без применения пайки.
На фиг. 9 показан блок 300 управления электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, вид сверху. Блок управления содержит внешние стенки 315, поднимающиеся выше остальной части блока управления (как лучше всего видно на фиг. 1) и образующие полость для размещения нижней части 210 картомайзера. На каждой стороне этих стенок 315 выполнена пружинная защелка 931A, 931B, входящая в зацепление с отверстием или пазом 260 на каждой стороне картомайзера 200 (см. фиг. 2), обеспечивая тем самым фиксацию картомайзера в состоянии соединения с блоком 300 управления для формирования собранной электронной сигареты 100.
На дне полости, образованной верхней частью стенок 315 блока управления (или сверху основной части блока 300 управления), расположено уплотнение 910 батареи (см. также фиг. 1). Уплотнение 910 батареи выполнено из упругого сжимаемого материала, такого как силикон. Уплотнение 910 батареи помогает свести к минимуму потенциальный риск использования электронной сигареты 100, заключающийся в том, что жидкость для электронных сигарет из емкости 270 через устройство может попадать в основной воздушный тракт (в случае использования свободной жидкости в емкости этот риск выше, чем в случае удержания жидкости пеной или другим подобным материалом). В частности, при утечке жидкости для электронных сигарет в часть блока управления, в которой установлена батарея 350 и электронная система управления, это может приводить к короткому замыканию или коррозии указанных элементов. Кроме того, существует вероятность загрязнения самой жидкости для электронных сигарет до ее возвращения в картомайзер 200 и выхода через отверстие 280 мундштука. Соответственно, если в результате утечки какое-то количество жидкости для электронных сигарет попадает в центральный воздушный тракт картомайзера, уплотнение 910 аккумулятора помогает предотвратить ее дальнейшее проникновение в часть блока управления, в которой расположены батарея 350 и электронная система управления. (Небольшие отверстия 908 в уплотнении 910 батареи дают возможность проникновения лишь очень ограниченного количества жидкости в микрофон 345 или другое сенсорное устройство, но сам микрофон 345 в таком случае действует как барьер, предотвращая дальнейшее проникновение жидкости в блок управления).
Как показано на фиг. 9, имеется небольшая канавка или пространство 921 по периметру между верхней частью уплотнения 910 батареи и внутренней поверхностью стенок 315 блока управления; эта канавка образована в основном, закруглением угла уплотнения 910 батареи. Уплотнение батареи дополнительно содержит центральную канавку 922, проходящую от передней до задней стенки и своими обоими концами (передним и задним) соединяющуюся с канавкой 921 периметра, которая предназначена для поддерживания поступления воздушного потока в картомайзер, как будет более подробно пояснено далее. Непосредственно рядом с центральной канавкой 922 расположены два отверстия 908A, 908B, по одному с каждой стороны от канавки 922. Эти воздушные отверстия проходят вниз к микрофону 345. Когда пользователь делает затяжку, это приводит к падению давления в центральном воздушном тракте через картомайзер 200, образованному воздушной трубкой 432, центральным отверстием 583 в основном уплотнении 460, и т.д., а также в центральной канавке 922, которая расположена в конце вышеуказанного центрального воздушного тракта. Это падение давления распространяется далее через отверстия 908A, 908B в микрофон 345, который обнаруживает падение давления и запускает активацию нагревателя 450.
На фиг. 9 показаны также два контактных штыря 912A, 912B, которые соединяются с положительным и отрицательным выводами батареи 350. Эти контактные штыри 912A, 912B проходят через соответствующие отверстия в уплотнении 910 батареи и далее через отверстия 212A, 212B торцевой крышки, входя в контакт с соответствующими контактными площадками 810A, 810B на печатной плате. Таким образом, в результате образуется электрический контур для подачи питания на нагреватель 450. Эти контактные штыри могут быть упруго установлены в уплотнении батареи (в этом случае их иногда называют «пружинными контактами»), таким образом, что установочная конструкция сжимается, когда картомайзер 200 защелкивается и прикрепляется к блоку 300 управления. Это сжатие приводит к прижиманию контактных штырей к контактным площадкам 810A, 810B печатной платы, помогая тем самым установить надежное электрическое соединение.
Как было указано выше, уплотнение 910 батареи, выполненное из упруго-деформируемого материала, такого как силикон, удерживается в сжатом состоянии между картомайзером 200 и блоком 300 управления. Иными словами, при вставлении картомайзера в полость, образованную стенками 315, торцевая крышка 480 картомайзера слегка сжимает уплотнение 910 батареи до того, как пружинные защелки 931A, 931B блока управления войдут в зацепление с соответствующими отверстиями 260A, 260B в нижней части 210 картомайзера. Таким образом, уплотнение 910 батареи остается в таком слегка сжатом состоянии после того, как картомайзер 200 и блок 300 управления оказываются соединенными друг с другом, что помогает предотвратить протекание жидкости для электронных сигарет, как было указано выше.
На фиг. 10A и 10B приведены виды в разрезе от боковой стороны к боковой стороне (A) и спереди назад (B), поясняющие прохождение воздушного потока через электронную сигарету, показанную на фиг. 1, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. Путь прохождения воздуха показан на фиг. 10A и 10B толстыми черными пунктирными стрелками. (Обратите внимание, что на фиг. 10A показан путь прохождения воздушного потока только с одной стороны устройства, но аналогичный воздушный поток имеется и на другой стороне; наличие нескольких отверстий для входа воздуха уменьшает риск случайного блокирования отверстия для входа воздуха пользователем, пальцами, при использовании устройства).
Воздух входит через зазоры на боковых сторонах электронной сигареты 100 между верхними краями стенок 315 блока управления и выступом или ободом оболочки 410 картомайзера. Затем воздушный поток перемешается на небольшое расстояние вниз между внутренней поверхностью стенок 315 и внешней поверхностью нижней части 210 картомайзера 200, мимо пружинных защелок 931, и попадает в канавку 921 периметра (как показано на фиг. 9). После этого воздушный поток проходит по канавке 921 периметра, то есть вне плоскости чертежа на фиг. 10A и 10B (то есть эта часть воздушного потока на этих двух чертежах не видна). Следует отметить, что обычно имеется определенное пространство над канавкой 921 между внутренней поверхностью стенок блока управления и внешней поверхностью торцевой крышки, так что воздушный поток не обязательно проходит непосредственно по канавке 921.
После перемещения на угол около 90° по канавке 921 периметра воздушный поток входит в центральную канавку 922, откуда поступает в центральное отверстие 583 торцевой крышки 480 и попадает в центральный воздушный тракт картомайзера перед парообразующей камерой 465 (т.е. дальше от отверстия 280 для выхода пара, чем парообразующая камера 465). Обратите внимание, что на фиг. 10B показано это прохождение воздушного потока по центральной канавке 922 и его вхождение в центральный воздушный тракт, а последующее прохождение воздушного потока по центральному воздушному тракту показано как на фиг. 10A, так и на фиг. 10B. В отличие от канавки 921, пространство над канавкой 922 не является открытым, и уплотнение 910 батареи прижато к торцевой крышке 480 картомайзера 200. Такая конструкция приводит к тому, что торцевая крышка закрывает канавку, образуя закрытый канал с ограниченным пространством. Такой ограниченный канал может быть использован для контроля сопротивления затяжке электронной сигаретой 100.
После входа в картомайзер через отверстия 214 для входа воздуха, воздушный поток поступает в парообразующую камеру 465, где смешивается с паром, полученным испарителем. Затем пар переносится воздушным потоком по воздушному каналу 33, образованному стенкой 432 воздушного канала (образованной внутренней рамой картомайзера, как было указано выше).
Таким образом, картомайзер 200 представляет собой устройство создания пара, которое, будучи соединенным с блоком 300 управления, образует систему создания пара, картомайзер которой содержит парообразующую камеру 465, включающую в себя испаритель (например, электронагреватель) 450 для генерирования пара из исходного материала/жидкости для электронных сигарет. Картомайзер содержит также стенку 432 воздушного канала, образующую воздушный канал 433 между парообразующей камерой и отверстием 280 для выхода пара, через которое пар выходит из устройства во время использования. Согласно некоторым вариантам осуществления, и как будет более подробно пояснено далее, внутренняя поверхность стенки воздушного канала содержит по меньшей мере один выступ, выдающийся в воздушный канал и предназначенный для изменения/перенаправления/разрыва потока воздуха в воздушном канале во время работы устройства. Этот принцип может помочь повысить качество полученного аэрозоля, доставляемого к пользователю. Например, и без привязки к теории, подходы в соответствии с описываемыми принципами могут обеспечивать улучшение смешивания воздуха, втягиваемого в картомайзер 200 из окружающей среды через отверстие 214 для входа воздуха, с паром, генерируемым в парообразующей камере 465 испарителем 450, с целью получения более однородного/стабильного пара.
На фиг. 11A - 11C приведены крайне схематичные изображения стенки 432, образующей воздушный канал 433, проходящий вдоль оси 740 протяженности согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. На фиг. 11A представлен схематичный вид в перспективе стенки 432 воздушного канала, на котором элементы, расположенные за внешней поверхностью стенки 432 воздушного канала, показаны пунктиром. На фиг. 11B приведен схематичный вид с торца стенки 432 воздушного канала, в данном примере - вид с левого торца стенки 432 воздушного канала, показанной на фиг. 11A (т.е. в направлении, параллельном направлению оси y на фиг. 1). На фиг. 11C приведен схематичный вид сбоку стенки 432 воздушного канала (т.е. в направлении, параллельном направлению оси x на фиг. 1). Направление обычного воздушного потока при работе картомайзера на фиг. 11A и 11C показано стрелкой. В целях упрощения изображения, стенка 432 воздушного канала, показанная на фиг. 11A - 11C, изображена имеющей в целом цилиндрическую форму; при этом конструктивные элементы, предназначенные для обеспечения соединения воздушного канала 433 с парообразующей камерой 465 и отверстием 280 для выхода пара (через выходное уплотнение 420), для простоты не показаны.
На фиг. 11A - 11C показана также внутренняя поверхность 432A стенки 432 воздушного канала, определяющая внешнюю поверхность воздушного канала 433, по которому проходит воздушный поток во время использования системы создания пара. Как показано на вышеуказанных чертежах, стенка 432 воздушного канала содержит выступ 750, отходящий внутрь воздушного канала 433 от части внутренней поверхности 432A. В рассматриваемом примере вышеупомянутый выступ выполнен в виде выступающей стенки, проходящей по части длины воздушного канала, показанного на фиг. 11, по в целом спиральной траектории, совершая приблизительно один оборот.
Винтовая/спиральная траектория прохождения выступа 750 по длине воздушного канала означает, что выступ образует стенку, выступающую внутрь воздушного канала, поверхность которой обращена к потоку воздуха, проходящему по каналу, и наклонена под ненулевым углом к оси 740 протяженности воздушного канала 433 (т.е. направление указанной оси в целом соответствует направлению воздушного потока при использовании устройства). В результате этого поток воздуха, проходящий по каналу 433, отклоняется от центральной оси воздушной трубки (в данном примере, в направлении по часовой стрелке при взгляде со стороны начала потока), и частично вращается относительно оси протяженности воздушного канала. Таким образом, выступ обеспечивает изменение воздушного потока при использовании устройства, в данном случае, придавая потоку воздуха вращательное движение.
Степень вращения будет зависеть от различных факторов, например, от размера выступа (т.е. величины его вхождения внутрь канала 433 (высоты выступа), наклона образованной выступом отклоняющей стенки относительно оси 740 протяженности и количества выступов). В примере, показанном на фиг. 11A - 11C, канал 433 воздушного потока имеет диаметр порядка 5 мм, и выступ входит внутрь канала воздушного потока на расстояние около 2 мм. Такой выступ 750 обеспечивает относительно небольшой угол отклонения входящего воздушного потока, например, порядка 15°. Кроме того, в данном примере имеется только один выступ.
При необходимости большей степени изменения воздушного потока (т.е. придания ему большего вращения), могут быть добавлены дополнительные выступы (например, одна или более выступающих стенок) с соответствующим азимутальным смещением от выступающей стенки 750, показанной на фиг. 11A - 11C (например, со смещением 180° для одной дополнительной выступающей стенки, со смещением 120° для каждой из двух дополнительных выступающих стенок, и т.д.). Кроме того, для увеличения изменения воздушного потока, степень выступания стенки/стенок (или других выступов/гребней) внутрь воздушного канала 433 можно увеличить. Кроме того, для увеличения угла отклонения воздушного потока в воздушном канале можно использовать выступ более крутой спиралевидности (т.е. с большим количеством оборотов по длине воздушного канала 433). Например, в некоторых вариантах исполнения угол отклонения может выбираться из следующих значений: по меньшей мере 10°; по меньшей мере 20°; по меньшей мере 30°; по меньшей мере 40°; по меньшей мере 50°; по меньшей мере 60°; по меньшей мере 70° и по меньшей мере 80°.
Для уменьшения вращения потока выступающая стенка 750 может быть выполнена меньшей или может быть разбита на ряд прерывающихся частей по длине спиральной траектории.
В более широком смысле, следует иметь в виду, что существует много параметров конструкции одного или более выступов, с помощью которых можно обеспечивать требуемую степень вращения воздушного потока. Подходящую степень вращения воздушного потока для любого варианта реализации можно определить эмпирически, например, путем исследования рабочих характеристик различных конструкций.
В известной мере, подходы, используемые для обеспечения вращения потока воздуха в воздушном канале 433, могут считаться аналогичными созданию эффекта нарезки в канале ствола оружия.
Фиг. 12A и 12B аналогичны фиг. 11B и 11C, и объясняются ими, но демонстрируют другую конструкцию выступов. В частности, вместо одиночного лентообразного спиралевидного выступа на внутренней поверхности 432A стенки 432 воздушного канала, в варианте исполнения, показанном на фиг. 12A и 12B, используется множество отдельных выступов, отходящих от внутренней поверхности 432A воздушного канала 433 и выдающихся внутрь канала. Эти выступы 760 образуют поверхности, обращенные к направлению прохождения воздушного потока и имеющие более или менее квадратную форму (иными словами, основные поверхности соответствующих выступов 760, встречающие надвигающийся воздушный поток, по существу, перпендикулярны оси 740 протяженности воздушного канала 433/направлению воздушного потока). Таким образом, вместо придания вращательного движения воздушному потоку, эта конструкция сообщает ему турбулентность, что схематично показано стрелками, показывающими движение воздушного потока в воздушном канале 433. Как и в предыдущем случае, здесь вполне понятно, что конкретная конструкция выступов будет зависеть от требуемой степени изменения воздушного потока. Например, на фиг. 12A и 12B видно, что отдельные выступы 760 проходят на относительно небольшое расстояние в азимутальном направлении, в то время как в других вариантах исполнения они могут проходить на большее расстояние в азимутальном направлении, возможно, образуя замкнутые кольца, чтобы обеспечивать более высокую степени изменения/турбулентности воздушного потока. Аналогичным образом, для повышения или понижения степени изменения воздушного потока с помощью выступов, по пути прохождения воздушного потока в осевом направлении может быть выполнено большее или меньшее количество выступов.
Что касается конструкции выступов 750, 760 и стенки 432 воздушного канала, показанных в различных вариантах выполнения на фиг. 11A - 11C и фиг. 12A - 12B, в каждом из этих случаев они могут быть выполнены в виде как единое целое, например, с помощью соответствующей технологии формовки и/или механической обработки. Однако, в других случаях, когда внутренняя поверхность стенки воздушного канала снабжена по меньшей мере одним выступом, выдающимся внутрь воздушного канала, в соответствии с описанными выше принципами, этот по меньшей мере один выступ может быть выполнен отдельно от стенки воздушного канала и представлять собой отдельный элемент, вставляемый внутрь воздушного канала.
Фиг. 13A, 13B и 13C, в целом, аналогичны фиг. 11A, 11B и 11C, и понятны из их рассмотрения. Однако если в примере на фиг. 11A, 11B и 11C изменение (вращение) воздушного потока достигается с помощью выступа, представляющего собой спиралевидную стенку, выполненную заодно со стенкой 432 воздушного канала, то в примере на фиг. 13A, 13B и 13C выступ 770 представляет собой имеющий форму пружины спиралевидный элемент, вставленный внутрь воздушного канала 433, образованного ровной внутренней поверхностью 432A стенки. В этом примере указанный имеющий форму пружины спиралевидный элемент представляет собой обыкновенную пружину, имеющую соответствующий внешний диаметр и толщину (калибр). В этом отношении, толщина пружины 770, образующей выступ на фиг. 13A - 13B, в этом примере меньше высоты стенки 750, образующей выступ на фиг. 11A - 11B, но пружина 770 расположена под более крутым углом к входящему воздушному потоку (т.е. представляет собой более крутую спираль с большим количеством оборотов по длине воздушного канала), и, таким образом, может обеспечивать степень вращения воздушного потока в канале, в целом соответствующую требуемой. В любом случае, как уже было указано выше, требуемая конструкция, обеспечивающая необходимую степень изменения воздушного потока, может быть определена с помощью эмпирических испытаний, например, путем оценки рабочих характеристик воздушного канала с пружинами различных размеров.
На фиг. 14A и 14B схематично изображены части стенки 832, образующей воздушный канал 833, проходящий по оси 840 протяженности, и содержащей выступы 835A и 835B, для использования в картомайзере согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. Направление обычного воздушного потока при работе картомайзера на фиг. 14A показано стрелкой 836. В данном примере стенка 832 воздушного канала выполнена в виде двух частей, каждая из которых отформована (например, из пластмассы) за одно целое с соответствующим одним из выступов 835A, 835B. Таким образом, стенка 832 воздушного канала содержит первую часть 832A и вторую часть 832B, которые собираются вместе с целью формирования в целом трубчатого воздушного канала 833 с выступами 835A, 835B, отходящими внутрь воздушного канала 833 и предназначенными для изменения воздушного потока в соответствии с изложенными выше принципами. Как на фиг. 14A, так и на фиг. 14B, для простоты показана только часть стенки 832 воздушного канала, расположенная рядом с выступами 835A, 835B, и, кроме того, на фиг. 14A представлена только первая половина стенки 832A воздушного канала.
Следует иметь в виду, что конструкция воздушного канала может включать в себя выступы такого типа независимо от общей конструкции и принципа работы остальных частей электронной сигареты, и в этом плане, способ введения стенки 832 воздушного канала в конструкцию электронной сигареты, например, в плане уплотнения или соединения с другими элементами электронной сигареты, не играет роли для описываемых принципов.
Что касается масштаба, стенка 832 воздушного канала вблизи выступов в этом конкретном примере исполнения имеет наружный диаметр порядка 6 мм и внутренний диаметр около 3 мм (т.е. толщина стенки составляет около 1,5 мм). Соответствующие выступы имеют длину около 4 мм и в этом примере исполнения наклонены к стенке воздушного канала под углом около 40°. Выступы имеют толщину около 0,5 мм и высоту около 1,5 мм. Таким образом, когда две половины стенки 832 воздушного канала соединяют вместе для использования, соответствующие выступы 835A, 835B расположены близко для схождения в области центра воздушного канала 833, как показано на фиг. 14B. В этом смысле, выступы отходят от стенки воздушного канала и доходят приблизительно до центра воздушного канала, таким образом, что вместе они охватывают большую часть воздушного канала, например, более 50%, 60%, 70%, 80% или 90% диаметра воздушного канала, и в некоторых случаях отдельные выступы могут отходить от стенки и доходить до центра воздушного канала, таким образом, что выступы, отходящие от одной стороны воздушного канала, перекрываются с выступами, отходящими от другой стороны воздушного канала. Иными словами, выступ может отходить от стенки воздушного канала к центральной оси воздушного канала и проходить по меньшей мере 50%, 60%, 70%, 80%, 90% и 100% расстояния между стенкой воздушного канала и центральной осью.
Для описанной выше конструкции, в которой выступы представляют собой две расположенные под углом стенки (лопасти), отходящие от стенки воздушного канала и доходящие приблизительно до центра воздушного канала приблизительно в одном и том же месте в направлении по оси воздушного канала, при взгляде с торца вдоль оси воздушного канала становится видно, что выступы перекрывают около 50% площади поперечного сечения воздушного канала. Однако следует иметь в виде, что в других вариантах осуществления выступы могут перекрывать другие площади поперечного сечения воздушного канала, например, с учетом желаемого увеличения сопротивления затяжке, обеспечиваемого выступами. Например, в других вариантах осуществления выступы могут перекрывать в проекции от 20% до 80%, от 30% до 70%, или от 40% до 60% площади поперечного сечения канала воздушного потока в плоскости, перпендикулярной его оси протяженности.
Следует учитывать, что указанные выше размеры и формы приведены лишь для одного конкретного варианта осуществления, и что возможны также другие варианты, имеющие другую геометрию, например, различные размеры, в соответствии с общей конструкцией картомайзера, содержащего данный воздушный канал. Кроме того, следует иметь в виду, что конкретная величина угла наклона 40° соответствующих выступов относительно стенки/продольной оси воздушного канала также приведена лишь в качестве примера для одного конкретного варианта осуществления. Для других вариантов могут использоваться другие значения угла наклона, например, от 10° до 70°, от 20° до 60°, и от 30° до 50°.
Было обнаружено, что подходы, соответствующие примерам, рассмотренным выше со ссылками на фиг. 14A и 14B, т.е. конструкции, состоящие из двух выступов, почти встречающихся друг с другом в центре воздушного канала, обеспечивают достаточную степень изменения воздушного потока без создания нежелательно высокого сопротивления затяжке и/или образования конденсата при использовании устройства.
Таким образом, в соответствии с описанными выше принципами, воздушный канал, обеспечивающий сообщение по текучей среде парообразующей камеры с отверстием для выхода пара в устройстве для создания аэрозоля, например, в картомайзере, предназначенном для соединения с блоком управления, содержащим батарею для селективной подачи питания на испаритель в парообразующей камере, содержит средства (например, один или более выступов) изменения потока воздуха в воздушном канале, например, путем придания ему определенной степени вращения и/или турбулентности. Как уже указывалось выше, это может помочь в обеспечении пара/аэрозоля с улучшенными характеристиками в плане восприятия пользователем.
Таким образом, было раскрыто устройство создания пара (например, отделяемый картридж для системы создания пара), включающее в себя: парообразующую камеру, содержащую испаритель для генерирования пара из исходного материала; и стенку воздушного канала, образующую воздушный канал между парообразующей камерой и отверстием для выхода пара на конце мундштука устройства создания пара, через которое пользователь может вдыхать пар при использовании устройства; причем внутренняя поверхность стенки воздушного канала содержит по меньшей мере один выступ, выдающийся внутрь воздушного канала, предназначенный для изменения (изменения направления) потока воздуха в воздушном канале при использовании устройства. Например, по меньшей мере один выступ может представлять собой одну или более частей спиралевидной стенки, выдающейся внутрь воздушного канала, таким образом, чтобы придавать степень вращения относительно оси протяженности воздушного канала потоку воздуха, проходящему по воздушному каналу, при использовании устройства.
Несмотря на то, что выше были описаны лишь некоторые конкретные примеры выполнения устройства, следует иметь в виду, что существует множество возможных модификаций, которые могут быть сделаны в других вариантах осуществления.
Например, следует учитывать, что некоторые варианты осуществления могут включать в себя особенности различных вышеописанных вариантов осуществления, например, одновременное использование выступов, создающих турбулентность воздушного потока, и выступов, обеспечивающих вращение воздушного потока.
Следует также иметь в виду, что конкретные формы и размеры рассмотренных выше различных элементов могут быть изменены в различных вариантах осуществления, например, в соответствии с общими габаритами и формой электронной сигареты. Например, система не обязательно должна иметь в целом плоскую форму, а может иметь более цилиндрическую форму, но в ней, тем не менее, будут использоваться вышеописанные принципы относительно прохождения потока воздуха по воздушному каналу, соединяющему испарительную камеру с отверстием для выхода пара.
Кроме того, следует иметь в виду, что, несмотря на то, что вышеописанные варианты осуществления рассматривались в первую очередь для испарителей, использующих электронагреватель, они также могут применяться для испарителей, основанных на других технологиях, например, для испарителей с пьезоэлектрическим вибратором.
Аналогичным образом, следует учитывать, что хотя вышеописанные варианты осуществления рассматривались в основном для систем обеспечения аэрозоля, в которых используется жидкость, те же самые принципы изменения потока воздуха в выходном воздушном канале системы создания пара могут использоваться и для систем генерирования пара из твердого или какого-либо другого нежидкостного исходного материала, например, для систем обеспечения аэрозоля, в которых применяется нагревание табака или получаемого из табака продукта.
Хотя в настоящем описании были подробно рассмотрены различные варианты осуществления, они были приведены лишь в качестве примера, и, как уже было указано, следует иметь в виду, что подходы, соответствующие описанным выше принципам, могут использоваться также во многих других конфигурациях. Например, такие подходы могут использоваться также для однокомпонентного или трехкомпонентного устройства (а не только двухкомпонентного устройства, т.е. описанного здесь устройства, содержащего картомайзер и блок управления). Аналогичным образом, как было указано выше, данный подход может использоваться для электронных систем создания пара, в которых используется нежидкостный исходный материал для создания аэрозоля, например, выработанный из табака материал в любой другой подходящей форме (в форме порошка, пасты, измельченных листьев, и т.д.), нагреваемый для получения летучих веществ, вдыхаемых пользователем. Вышеописанные подходы могут использоваться также для других типов нагревателей электронных сигарет, различных конфигураций воздушного потока, различных типов соединений картомайзера с блоком управления (например, винтового или байонетного соединений), и т.д. Специалисту в данной области будут очевидны различные другие возможные формы электронной системы создания пара, в которых могут применяться вышеописанные подходы.
В целом, следует отметить, что различные рассмотренные здесь варианты осуществления были пояснены только в целях упрощения понимания и объяснения особенностей изобретения. Эти варианты осуществления приведены лишь в качестве поясняющих примеров и не являются исчерпывающими или исключительными. Следует иметь в виду, что описанные здесь преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, особенности, конструкции и/или другие объекты изобретения никоим образом не ограничивают объем изобретения, который определяется пунктами формулы изобретения или ограничениями на эквиваленты данных пунктов, и что могут использоваться другие варианты осуществления, и могут производиться модификации без выхода за границы объема притязаний формулы изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут соответствующим образом содержать, состоять или состоять в целом из соответствующих комбинаций раскрываемых элементов, компонентов, особенностей, деталей, операций, средств, и т.д., отличающихся от раскрываемых в описании. Кроме того, данное раскрытие может включать в себя другие изобретения, не заявляемые в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.