УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ПАРА
STEAM GENERATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству создания пара, например, электронной сигарете.
Уровень техники
Многие электронные системы создания пара, такие как электронные сигареты, включают в себя два основных компонента, а именно, картридж (например, картомайзер) и блок управления. Как правило, картридж содержит емкость с жидкостью и часто включает в себя также атомайзер для испарения жидкости, хотя в некоторых случаях, атомайзер может входить в состав блока управления. Картридж, содержащий атомайзер, иногда называют картомайзером. Атомайзер часто выполняется в виде электрического (резистивного) нагревателя, такого как соленоид. Блок управления, как правило, содержит аккумулятор для подачи питания к атомайзеру. При работе активация блока управления может производиться, например, при обнаружении выполнения пользователем затягивания и/или при нажатии пользователем кнопки для подачи электроэнергии от аккумулятора к нагревателю. Такая активация приводит к тому, что нагреватель превращает небольшое количество жидкости из емкости в пар, который затем вдыхается пользователем.
Такой тип электронной сигареты, следовательно, содержит два расходных материала, во-первых, испаряемую жидкость, и, во-вторых, электроэнергию в аккумуляторе. Что касается первого материала, то после того, как жидкость из емкости будет израсходована, картомайзер можно утилизировать, чтобы заменить новым картомайзером. Что касается второго материала, то блок управления может содержать электрический разъем какого-либо типа для получения питания от внешнего источника, позволяя, таким образом, осуществлять перезарядку аккумулятора электронной сигареты.
Несмотря на то, что разработка электронных сигарет в течение последних нескольких лет происходила довольно быстро, все же остаются области, в которых желательно повысить работоспособность таких устройств и удобство использования их пользователем.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение определяется пунктами прилагаемой формулой изобретения.
Различные варианты реализации настоящего изобретения предлагают мундштук для устройства создания пара, длина которого измеряется в направлении вставки устройства создания пара в рот пользователя ширина измеряется в направлении линии губ пользователя, а толщина соответствует направлению открытия губ пользователя. Мундштук содержит первую и вторую противоположные поверхности и выходное отверстие, расположенное между первой и второй противоположными поверхностями, причем указанные противоположные поверхности являются приблизительно планарными и лежат в плоскости или слегка наклонены относительно плоскости, определяемой продольным направлением и направлением ширины.
В некоторых вариантах реализации ширина каждой из противоположных поверхностей больше ее длины. В некоторых вариантах реализации каждая из противоположных поверхностей имеет плавно изогнутый участок, расположенный рядом с выходным отверстием мундштука, причем кривизна проходит в основном в плоскости, определяемой продольным направлением и направлением ширины. В некоторых вариантах реализации мундштук дополнительно содержит канал, расположенный между первой и второй противоположными поверхностями, проходящий в направлении ширины и имеющий углубление в направлении длины, причем выходное отверстие расположено в указанном канале.
Краткое описание чертежей
Ниже будет приведено подробное описание различных вариантов реализации настоящего изобретения, приводимых лишь в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 - вид в разрезе электронной сигареты, содержащей картомайзер и блок управления, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 2 - внешний вид (перспективное изображение) картомайзера электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 3 - пять изображений (вид снаружи) картомайзера, показанного на фиг. 2, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. В частности, нижнее изображение представляет собой вид картомайзера снизу, верхнее изображение - вид картомайзера сверху, изображение в центре - вид картомайзера спереди или сзади, изображения слева и справа - соответственно, вид картомайзера справа или слева;
на фиг. 4 - изображение в разобранном виде картомайзера электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 5A, 5B и 5C - узел фитиля/нагревателя, вставляемый в пробку картомайзера, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 6A и 6B - внутренняя рама и выходное уплотнение, вставляемые в пробку картомайзера, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 7A и 7B - собранные вместе внутренняя рама, узел фитиля/нагревателя и основное уплотнение, вставляемые в оболочку, с последующим заполнением емкости жидкостью для электронных сигарет, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 8A и 8B - печатная плата и крышка, устанавливаемые на другие компоненты для завершения сборки картомайзера, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 9 - вид сверху блока управления электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;
на фиг. 10A и 10B - виды в разрезе по ширине (A) и спереди назад (B), демонстрирующие прохождение воздушного потока через электронную сигарету, показанную на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан вид в разрезе электронной сигареты 100 согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Электронная сигарета содержит два основных компонента, а именно, картомайзер 200 и блок управления 300. Как описывается более подробно ниже, 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 узел 500 фитиля/нагревателя, включающий в себя фитиль или аналогичное устройство, служащее для транспортировки небольшого количества жидкости из емкости к месту нагрева, расположенному на нагревателе или рядом с ним. Блок управления 300 содержит перезаряжаемый элемент или аккумулятор 350, служащий 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 соответствует высоте устройства, причем картомайзер 200 представляет собой верхнюю часть электронной сигареты 100, и блок управления 300 представляет собой нижнюю часть электронной сигареты. Следует отметить, что такая ориентация соответствует тому, как пользователь держит электронную сигарету при нормальной работе данного устройства, при условии, что фитиль расположен в нижней части емкости в картомайзере 200. Таким образом, удержание электронной сигареты 100 в данной ориентации обеспечивает контакт фитиля с жидкостью на дне емкости.
В данной системе координат имеется также ось z (не показана на фиг. 1), перпендикулярная осям x и y, показанным на фиг. 1. Ось z далее везде будет называться осью глубины. Глубина электронной сигареты 100 значительно меньше ее ширины, что приводит к практически плоской или планарной конфигурации устройства (т.е. его расположению в основном в плоскости x-y). Соответственно, можно считать, что ось z проходит от одной поверхности до другой поверхности электронной сигареты 100, где одну поверхность мы (произвольно) считаем передней поверхностью, а другую, противоположную ей поверхность - задней поверхностью электронной сигареты 100.
Картомайзер 200 и блок управления 300 можно отсоединять друг от друг 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 управления 300. Когда жидкость для электронных сигарет в емкости 270 картомайзера заканчивается, картомайзер 200 удаляют, и к блоку управления 300 присоединяют новый картомайзер 300. Таким образом, картомайзер 200 иногда может называться сменным компонентом электронной сигареты 100, в то время как блок управления 300 является многократно используемым компонентом.
На фиг. 2 приведен внешний вид (перспективное изображение) картомайзера электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Данный внешний вид подтверждает, что толщина картомайзера 200 (и электронной сигареты 100 в целом), замеренная в направлении по оси z, значительно меньше ширины картомайзера 200 (и электронной сигареты 100 в целом), замеренной в направлении по оси x. Следует отметить, что картомайзер 200 в целом имеет относительно удобообтекаемую форму без излишних деталей.
Картомайзер 200 содержит две основные части (по меньшей мере, с точки зрения внешней конструкции). В частности, он содержит нижнюю часть 210 и верхнюю часть 220. Верхняя часть 220 представляет собой мундштук 250 электронной сигареты, как будет более подробно показано ниже. При соединении картомайзера 200 с блоком управления 300 нижняя часть 210 картомайзера входит в блок управления 300, и, таким образом, она не видна снаружи, а верхняя часть 220 картомайзера выступает над блоком управления 300, 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 управления 300. Увеличение толщины и ширины верхней части 220 относительно толщины и ширины нижней части 210 обеспечивается с помощью фланца или выступа 240. При вставке картомайзера 200 в блок управления 300 этот фланец или выступ 240 упирается в верхнюю кромку корпуса 33 блока управления.
Как показано на фиг. 2, боковая стенка нижней части 210 содержит паз или углубление 260, предназначенное для вхождения в него соответствующего стопора блока управления 300.
Противоположная боковая стенка нижней части 210 содержит аналогичный паз или углубление, в которое также входит стопор блока управления 300. Следует принимать во внимание, что эта пара пазов 260 на нижней части 200 вместе с соответствующими стопорами блока управления образуют защелку или защелкивающийся разъем, служащий для надежной фиксации картомайзера 200 в блоке управления 300 во время работы устройства. Рядом с пазом 260 имеется еще один паз или углубление 261, используемый для формирования картомайзера 200, что будет более подробно описано ниже.
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, служащим для входа воздуха внутрь картомайзера. Отверстия 212A и 212B большего размера служат для прокладки положительной и отрицательной электрической проводки от блока управления 300 к картомайзеру 200. Таким образом, когда пользователь делает затяжку через мундштук 250, и устройство 100 активируется, воздух поступает в картомайзер 200 через отверстие 214 воздушного входа. Входящий воздух проходит через нагреватель (не виден на фиг. 2), получающий электроэнергию от аккумулятора в блоке управления 300, 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 приведены пять изображений (вид снаружи) картомайзера, показанного на фиг. 2, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. В частности, нижнее изображение представляет собой вид картомайзера снизу, верхнее изображение - вид картомайзера сверху, изображение в центре - вид картомайзера спереди или сзади, изображения слева и справа - соответственно, вид картомайзера справа или слева. 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 изображению на фиг. 3. Кроме того, картомайзер является симметричным также в направлении по ширине (т.е. по оси x), и, поэтому два боковых изображения (слева и справа от центрального изображения) являются одинаковыми.
Фиг. 3 иллюстрирует различные отличительные признаки картомайзера, уже обсуждавшиеся выше при рассмотрении фиг. 2. Например, центральное изображение четко показывает верхнюю часть 220 и нижнюю часть 210 картомайзера. Нижнее изображение демонстрирует нижнюю стенку нижней части 211, содержащую два отверстия 212A и 212B большего размера, используемые для прокладки положительной и отрицательной проводки от блока управления 300 к картомайзеру 200, а также отверстие 214 меньшего размера для входа воздуха в картомайзер. Кроме того, два боковых изображения показывают два паза, выполненные на каждой из боковых стенок, а именно, верхний паз 261A, 261B и нижний паз 260A, 260B (последний используется для крепления картомайзера 200 к блоку управления 300).
Верхнее изображение демонстрирует отверстие 280 в мундштуке 250, служащее для выхода воздуха из картомайзера 200. Таким образом, в процессе использования устройства, когда пользователь делает затяжку, воздух поступает в картомайзер через отверстие 214 входа воздуха на 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 воздушный выход 280.
На фиг. 3 показаны размеры картомайзера 200: максимальная высота (в направлении по оси y) составляет 31,3 мм, максимальная ширина (в направлении по оси x) составляет 35,2 мм, и максимальная толщина (в направлении по оси z) составляет 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 управления 300. Увеличение ширины и толщины верхней части 220 относительно толщины и ширины нижней части 210 обеспечивается с помощью выступа или фланца 240, как было указано выше.
Следует иметь в виду, что размеры, указанные на фиг. 3, приведены лишь в качестве примера, и могут отличаться в других вариантах реализации. Но, несмотря на это, приведенные размеры подтверждают, что электронная сигарета 100, включая картомайзер, имеет приблизительно плоскую, планарную форму, с одним сравнительно маленьким размером (в направлении по оси z), перпендикулярным основной плоскости устройства. Эта плоская форма устройства продолжается блоком управления 300, который, фактически, увеличивает высоту картомайзера (в направлении по оси y), но сохраняет практически такую же ширину и толщину.
На фиг. 3 также четко показаны размер и форма мундштука 250.
В отличие от многих других электронных сигарет, имеющих круглый мундштук, по форме напоминающий соломинку или обычную сигарету, мундштук 250 имеет совершенно другую, характерную форму. В частности, мундштук содержит пару больших, практически плоских противоположных поверхностей. Одна из этих поверхностей мундштука, обозначенная ссылочной позицией 251, показана на центральном изображении 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).
Передняя и задняя поверхности обеспечивают относительно большую площадь для губ пользователя. Например, мы можем считать, что передняя поверхность контактирует с верхней губой пользователя, а задняя поверхность контактирует с нижней губой пользователя. Для данной конфигурации мы можем считать, что высота (по оси y) определяет длину электронной сигареты 100, начиная от губ пользователя, ширина электронной сигареты 100 - это размер параллельно линии губ пользователя (в направлении по оси x), и толщина электронной сигареты 100 - это размер в направлении, перпендикулярном линии губ пользователя (по оси z).
Высота (или длина) передней и задней поверхностей мундштука (приблизительно 17 мм для конкретного варианта реализации, показанного на фиг. 3), в целом, равна типичной толщине губы пользователя, и, следовательно, губа пользователя может легко поместиться на данной поверхности. Аналогично, ширина передней и задней поверхностей мундштука (приблизительно 28 мм для конкретного варианта реализации, показанного на фиг. 3) составляет значительную часть (как правило, половину) типичной ширины губы (т.е. расстояния от одного края рта до другого).
Следует иметь в виду, что указанные размеры, как и ранее, приведены лишь в качестве примера, и могут отличаться в других вариантах реализации. Как правило, высота поверхностей 251 мундштука составляет 8-24 мм, предпочтительно, 12-20 мм, а ширина поверхностей мундштука составляет по меньшей мере 20 мм, предпочтительно, по меньшей мере 25 мм. Как правило, ширина поверхностей мундштука по меньшей мере на 30%, предпочтительно, по меньшей мере на 50%, больше длины поверхностей мундштука.
Такая форма и размеры мундштука 250 позволяют пользователю поместить мундштук между губ для выполнения затяжки с гораздо меньшим отклонением губ от нормального положения - например, нет необходимости сужать губы, как это требуется при использовании соломинки или обычной сигареты с мундштуком круглой формы. Это делает использование мундштука 250 электронной сигареты 100 более расслабляющим и может обеспечить более устойчивое уплотнение между ртом и мундштуком.
Кроме того, в электронной сигарете 100 (как и во многих других электронных сигаретах) используется датчик для обнаружения воздушного потока, проходящего через устройство, т.е. выполняемой пользователем затяжки, который может затем включить нагреватель, испаряющий жидкость. Устройство должно отличать воздушный поток, обусловленный выполняемой пользователем затяжкой, от других форм воздушного потока или изменений давления, возникающих в результате других действий или обстоятельств, например, вследствие перемещения электронной сигареты в воздухе, возникающего при въезде железнодорожного поезда в туннель, и т.п. Наличие устойчивого уплотнения между ртом и мундштуком 250 может помочь устройству распознавать действительную выполняемую пользователем затяжку, и, таким образом, уменьшить вероятность случайной активации нагревателя.
Кроме того, во многих электронных сигаретах измерение воздушного потока через устройство с помощью датчика используется не только для активации нагревателя, но также для обеспечения динамического управления нагревателем (или другими компонентами электронной сигареты). Например, при увеличении замеряемого воздушного потока на нагреватель может подаваться большее количество питания, во-первых, для компенсации охлаждающего влияния увеличивающегося воздушного потока, и/или, во-вторых, для обеспечения испарения большего количества жидкости в увеличенный воздушный поток. Наличие устойчивого уплотнения между ртом и мундштуком 250 в данном случае также может обеспечить повышение надежности и точности такого динамического регулирования.
Как показано на двух боковых изображениях на фиг. 3, поверхности мундштука 251 имеют слегка вогнутую форму в направлении длины, т.е. вогнуты к центру устройства при перемещении по оси y. Эти поверхности 251 могут быть слегка вогнуты и по ширине. Такая кривизна указанных поверхностей помогает пользователю удобно поместить губы на мундштук 250, и, следовательно, дополнительно помогает обеспечить хорошее уплотнение между губами пользователя и мундштуком 250.
Кроме того, как видно из боковых изображений на фиг. 3, передняя и задняя поверхности мундштука сближаются друг с другом по мере приближения к верхней кромке устройства. Иными словами, толщина или расстояние между противоположными поверхностями (измеренное в направлении по оси z) уменьшается по мере приближения к отверстию выхода воздуха 280 (т.е. по мере удаления от начала координат по оси y). Угол наклона этих поверхностей является сравнительно небольшим, около 15° относительно оси y. Этот угол наклона помогает обеспечить естественный и удобный контакт поверхностей 251 мундштука с губами пользователя. Кроме того, выходное отверстие 280 расположено в месте, где обе поверхности 251 мундштука расположены ближе всего друг к другу, что упрощает вставку мундштука в рот пользователя. В других вариантах реализации могут использоваться другие углы наклона. Например, вместо угла наклона 15° относительно оси y может использоваться меньший или больший угол. Например, в некоторых вариантах выполнения, этот угол наклона может составлять от 0° до 30°, от 5° до 25°, или от 10° до 20°. Ясно также, что вышеупомянутые противоположные поверхности мундштука могут иметь разные углы наклона. Например, только одна из этих поверхностей может иметь наклон относительно оси y, или угол наклона одной поверхности может быть больше угла наклона другой поверхности. Как показано на фиг. 3, передняя и задняя поверхности 251 не сходятся полностью в верхней части мундштука, а немного выдаются относительно его верхней поверхности, образуя небольшое углубление или канал 284, проходящий в направлении оси x устройства. Отверстие 280, предназначенное для выхода воздуха и пара из картомайзера 200, выполнено в центре данного канала 284. Наличие вышеупомянутого выступа передней и задней поверхностей и расположение отверстия 280 в канале 284 помогает предотвратить физический контакт этого отверстия с чем-либо, устраняя возможность его повреждения или загрязнения (без применения головки или какой-либо другой крышки, которая легко может потеряться).
Как правило, ширина вышеупомянутого канала (в направлении по оси z), составляет 2-10 мм, предпочтительно, 3-6 мм. Такая относительно небольшая ширина вышеупомянутого канала помогает выступающим поверхностям 251 мундштука защитить отверстие 280, а также хорошо совместима с общей плоской формой картомайзера (т.е. меньшими размерами в направлении по оси z). Как правило, данный канал 284 имеет в целом U-образную форму поперечного сечения, а глубина данного канала ниже выступа (измеренная в направлении по оси y) приблизительно равна его указанной выше ширине. Такая степень углубления позволяет выступающим противоположным передней и задней поверхностям 251 мундштука обеспечивать надежную защиту выходного отверстия 280.
Обычно длина канала 284 (в направлении по ширине устройства) составляет по меньшей мере 6 мм, предпочтительно, по меньшей мере 10 мм. Следует отметить, что выходное отверстие 280, расположенное в центре канала, имеет практически круглую форму. Таким образом, размер выходного отверстия 280 ограничен, в основном, шириной канала, а не его удлиненностью в направлении по ширине устройства, и, следовательно, выходное отверстие 280 может занимать лишь относительно небольшую часть всего канала 284. Следует иметь в виду, что прохождение канала в направлении по ширине устройства отражает форму поверхностей 251 мундштука, длина которых также является максимальной в направлении по ширине устройства.
Как видно из центрального изображения на фиг. 3, поверхности 251 мундштука имеют периметр криволинейной формы без каких-либо острых углов. Этот криволинейный периметр включает в себя плавно изогнутый участок рядом с выходным отверстием мундштука, где кривизна лежит практически в плоскости, определяемой продольным направлением и направлением по ширине. Наличие такого плавно изогнутого участка отражает относительно большую ширину картомайзера 200, а также обеспечивает меньшую вероятность цепляния устройства, например, при вынимании из кармана или сумки.
Обычно этот плавно изогнутый участок проходит практически параллельно направлению по ширине устройства, рядом с выходным отверстием 280 мундштука, а затем кривизна увеличивается под углом по меньшей мере 30°, предпочтительно, по меньшей мере 45°, к направлению длины с обеих сторон от выходного отверстия. Иными словами, плавно изогнутый участок поворачивается на угол по меньшей мере на 60° или 90°, который, как показано на фиг. 3, разделен поровну на каждой стороне от отверстия 280 мундштука. Радиус кривизны плавно изогнутого участка обычно изменяется по поверхности 251 мундштука, но в целом равен по меньшей мере приблизительно 8 мм, предпочтительно, по меньшей мере 12 мм, обеспечивая общий плавный профиль без острых углов.
На фиг. 4 приведено изображение в разобранном виде картомайзера 200 электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Картомайзер содержит оболочку 410, выходное уплотнение 420, внутреннюю раму 430, нагревательную обмотку 450, расположенную на фитиле 440, основное уплотнение 460 (называемое также пробкой картомайзера), печатную плату (ПП) 470 и крышку 480. Изображение на фиг. 4 показывает все вышеуказанные компоненты в разобранном виде, расположенные по отдельности в направлении по длине (или по оси y) картомайзера 200.
Крышка 480 выполнена из практически жесткого пластика, такого как полипропилен, и образует нижнюю часть 210 картомайзера. В крышке выполнены два отверстия 260, 261 (на фиг. 4 видна только одна сторона, но конструкция другой стороны аналогична). Нижнее отверстие 260 служит для крепления картомайзера 200 к блоку управления 300, а верхнее отверстие 261 предназначено для крепления крышки 480 к оболочке 410. Как более подробно описано ниже, соединение крышки 480 с оболочкой 410, фактически, завершает сборку узла картомайзера, и обеспечивает фиксацию показанных на фиг. 4 различных компонентов в правильном положении.
Над крышкой расположена печатная плата 470, содержащее центральное отверстие 471, служащее для обеспечения возможности прохождения воздуха через печатную плату в атомайзер (крышка 480 содержит аналогично расположенное центральное отверстие, не видимое на фиг. 4, также обеспечивающее прохождение воздуха в атомайзер). Согласно некоторым вариантам реализации, печатная плата не содержит каких-либо электрических компонентов, а обеспечивает соединение или проводящий тракт между блоком управления 300 и нагревателем 450.
Над печатной платой 470 расположено основное уплотнение 460, включающее в себя две основные части, а именно, верхнюю часть, образующую (частично) камеру 465 атомайзера, 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 камеры атомайзера, и вытекание жидкости для электронных сигарет из картомайзера предотвращается (по меньшей мере, частично) нижней частью 462 пробки 460 картомайзера. Пробка 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 камеры 465 атомайзера содержат соответствующие разрезы 569, в которые вставляется фитиль 440. Такая конфигурация обеспечивает, что нагреватель 450, установленный непосредственно над фитилем, расположен рядом с дном камеры атомайзера, и может испарять жидкость, поступающую в камеру 465 атомайзера по фитилю 440. В некоторых вариантах реализации фитиль 440 выполнен из стекловолоконной веревки (т.е. скрученных друг с другом волокон или нитей стекловолокна), а обмотка 450 нагревателя выполнена из нихрома (хромоникелевого сплава). 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 обмотка 450 нагревателя изображена имеющей по петле проволоки, свисающей с фитиля на каждом конце, на практике на каждом конце имеется только один провод (как будет более подробно показано ниже).
Над пробкой 460 картомайзера и узла фитиля с нагревателем установлена внутренняя рама 430, содержащая три основных секции. Внутренняя рама является практически жесткой и может быть выполнена из материала типа полибутилентерефталата. Нижняя секция 436 внутренней рамы 430 закрывает нижнюю часть 462 пробки 460 картомайзера, а средняя секция 434 заканчивает камеру 465 пробки картомайзера. В частности, внутренняя рама образует верхнюю стенку камеры атомайзера, а также содержит две боковые стенки, перекрывающиеся с двумя боковыми стенками испарительной камеры 465 пробки картомайзера. Верхняя секция внутренней рамы представляет собой воздушную трубку 432, отходящую вверх от верхней стенки испарительной камеры (части средней секции 434) и соединяющуюся с отверстием 280 мундштука. Иными словами, трубка 432 обеспечивает проход для пара, сгенерированного в испарительной камере 465, чтобы при выполнении затяжки он мог выходить из электронной сигареты 100 и вдыхаться пользователем через мундштук 250.
Поскольку внутренняя рама является практически жесткой, выходное уплотнение 420 установлено в верхней части воздушной трубки 432 (насажено на указанную воздушную трубку), с целью создания надежного уплотнение между внутренней рамой и выходным отверстием 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 фланец или выступ 240. Оболочка 410, как и крышка, выполнена из практически жесткого материала, такого как полипропилен. Когда картомайзер находится в собранном состоянии, нижняя секция 412 оболочки 410 (т.е. под фланцем 240) входит внутрь крышки 480. На обеих сторонах оболочки предусмотрены стопорные 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 в крышке 480 (не видно на фиг. 4), а затем проходит через отверстие 471 в печатной плате. Затем воздушный поток поступает вверх к камере 465 атомайзера, являющуюся частью пробки 460 картомайзера, обтекает фитиль и узел 500 фитиля с нагревателем, и проходит по трубке 432 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 данным каналом прохождения воздушного потока и внешней поверхностью картомайзера 200. Таким образом, оболочка 410 образует внешнюю стенку (и верхнюю часть) корпуса емкости 270, а нижняя секция 436 внутренней рамы вместе с нижней частью 462 основного уплотнения 460 и крышкой 480 образуют дно или нижнюю стенку этого корпуса емкости, в которой содержится жидкость для электронных сигарет. Внутренние стенки этого корпуса образованы испарительной 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. Однако 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 реализации, объем этой емкости обычно составляет около 2 мл, однако, следует иметь в виду, что этот объем будет меняться в зависимости от конкретного варианта выполнения. Следует отметить, что в отличие от некоторых других электронных сигарет, емкость 270 для заправочной жидкости 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. Это обеспечивает определенные преимущества, такие как возможность создания большего объема, а также упрощение операции заправки. Один из потенциальных недостатков наличия свободно перемещающейся жидкости в емкости (т.е. жидкости, не удерживаемой губкой или какой-либо другой абсорбирующей структурой) заключается в повышенной вероятности ее утечки и попадания из емкости 270 в канал прохождения воздушного потока. Однако такая утечка в целом предотвращается выходным уплотнением 420 и основным уплотнением 460.
На фиг. 5A, 5B и 5C показан узел фитиля/нагревателя, вставляемый в пробку картомайзера, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Узел 500 фитиля/нагревателя содержит нагревательную проволоку 450 и фитиль 440. Как было указано выше, фитиль представляет собой пучок стекловолокон, скрученных таким образом, что они образуют элемент в целом цилиндрической формы. Нагреватель 450 представляет собой проволочную обмотку 551, намотанную 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, испарительная камера 465 содержит четыре стенки, расположенные в виде четырехгранника, две противоположные боковые стенки 568, и противоположные переднюю и заднюю стенки 567. Каждая из противоположных боковых стенок 568 содержит разрез 569 с открытым краем вверху (и в центре) боковой стенки и закрытым краем 564 рядом с дном испарительной камеры 465, т.е. два разреза 569 проходят вниз более чем на половину высоты соответствующих боковых стенок 568.
На фиг. 5B показан узел 500 фитиля/нагревателя, вставленный в испарительную камеру 465 пробки картомайзера. В частности, узел фитиля/нагревателя вставляют в два противоположных разреза 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 разреза. Следует отметить, что в этом положении обмотка 551 находится полностью внутри испарительной камеры 465, только сам фитиль 440 выступает из разрезов в емкость 270. Такая конфигурация 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 из отверстий под основным уплотнением 460.
На фиг. 5C приведен вид снизу 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 ниже. Нижняя часть содержит также прямоугольное углубление 584, служащее для вставки в него 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 пробке картомайзера совпадает с соответствующим центральным отверстием 471 в печатной плате.
В нижней части имеются также два отверстия 587A, 587B намного меньшего диаметра, выполненные в прямоугольном углублении 584 нижней части пробки 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 заподлицо с плоскостью нижней поверхности пробки 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 проточку 597 в пробке 460 картомайзера (см. фиг. 5B). В некоторых вариантах реализации соответствующие проточки 597 в пробке 460 картомайзера могут отсутствовать, и остальная часть каждого провода 552A, 552B может просто загибаться и проходить по боку пробки 460 картомайзера.
На фиг. 6A и 6B изображены внутренняя рама и выходное уплотнение, вставляемые в пробку картомайзера, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Как уже было указано выше, внутренняя рама 430 содержит нижнюю секцию 436, среднюю секцию 434 и воздушную трубку 432, расположенную сверху внутренней рамы. Нижняя секция 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 пробки картомайзера.
Как было указано выше, средняя секция 434 внутренней рамы дополняет и завершает испарительную камеру 465 пробки 460 картомайзера. В частности, средняя секция содержит две противоположные боковые стенки 668 и верхнюю стенку или крышку 660. Последняя закрывает верх 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 дна 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 (пройдя перед этим сквозь пазы 671A, 671B). Таким образом, это позволяет боковым стенкам 668 внутренней рамы 430 перекрывать боковые стенки 568 пробки 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 пробки картомайзера. На этом этапе сформирована сборочная единица, показанная на фиг. 6B, включающая в себя узел пробки 460 картомайзера, узел 500 фитиля/нагревателя 500 и внутреннюю раму 430, и выходное уплотнение 420 теперь можно надеть на воздушную трубку 432 внутренней рамы 430.
На фиг. 7A показана сборочная единица, содержащая внутреннюю раму 430, узел 500 фитиля/нагревателя и основное уплотнение 460, вставляемая в оболочку 410. При этой вставке части проводов 552, прошедших через прорези 590, загнутых и повернутых в обратном направлении вокруг наружных стенок пробки 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 вставке слегка сжимаются внутренней стенкой нижней части 412 корпуса 410, и, таким образом, образуют уплотнение, удерживающее жидкость для электронных сигарет в полеченной 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 поверхности основного уплотнения 460. при этой вставке центральное отверстие 471 в печатной плате совпадает 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 заподлицо с нижней поверхностью 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, в направлении к верхней части картомайзера и мундштуку 250, проходя по соответствующей проточке или каналу 597, выполненному в пробке картомайзера. Кроме того, нижняя часть корпуса содержит также прорезь 415 на передней и задней поверхностях для вставки в них соответствующих контактных проводов 552A, 552B нагревателя.
Согласно некоторым вариантам реализации, 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 управления 300 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 комплектами из одного или нескольких межслойных соединений 820A, 820B. Иными словами, межслойные соединения 820A обеспечивают проводящий канал между одной контактной площадкой на нижней поверхности печатной платы и соответствующей контактной площадкой на верхней поверхности печатной платы, а межслойные соединения 820B обеспечивают 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 на/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 крышка 480, надеваемая на картомайзер 200, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. В частности, крышку 480 надевают на торец пробки 460 картомайзера и нижнюю секцию 412 корпуса 410, и она удерживается в данном положении выступающим элементом 413, предусмотренным на каждой стороне нижней секции 412 корпуса, входящим в зацепление с соответствующим отверстием или пазом 261 на каждой стороне крышки. В таком окончательно собранном состоянии (см. фиг. 2) крышка 480 закрывает отверстия 582A, 582B в пробке картомайзера, которые использовались для заправки емкости 270 жидкостью для электронных сигарет. Действительно, как видно из фиг. 10A, крышка 480 содержит две направленные вверх пробки 870A и 870B, которые, соответственно, входят в заправочные отверстия 582A, 582B и закрывают их. Таким образом, емкость 270 в данном состоянии полностью загерметизирована, и открытым остается только отверстие на каждой стороне испарительной камеры 465, через которое 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 вставке крышки 480 центральное отверстие 214 крышки совмещается 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 управления 300, выполняющим функцию положительного и отрицательного выводов, проходить сквозь 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 управления 300 к нагревателю 450.
Согласно некоторым вариантам реализации, основное уплотнение 460, которое, как было указано выше, выполнено из упругого деформируемого материала типа силикона, удерживается в сжатом состоянии между внутренней рамой 430 и крышкой 480. Иными словами, 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 крышка 480 и оболочка 410 будут соединены друг с другом. Одно из преимуществ такого механизма сжатия заключается в том, что крышка прижимает печатную плату 470 к контактным проводам 552A, 550B нагревателя, тем самым помогая обеспечить надежное электрическое соединение без применения пайки.
На фиг. 9 показан вид сверху блока управления 300 электронной сигареты, показанной на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Блок управления содержит внешние стенки 315, поднимающиеся выше остальной части блока управления (как лучше всего видно на фиг. 1) и образующие полость для вставки в нее нижней части 210 картомайзера. На каждой стороне этих стенок 315 предусмотрена 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 управления 300 для формирования собранной электронной сигареты 100.
На дне полости, образованной верхней частью стенок 315 блока управления (или сверху основной части блока управления 300), расположено уплотнение 910 аккумулятора (см. также фиг. 1). Уплотнение 910 аккумулятора выполнено из упругого сжимаемого материала, такого как силикон. Уплотнение 910 аккумулятора 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 установлен аккумулятор 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 аккумулятор 350 и электронная система управления. (Небольшие отверстия 908 в уплотнении 910 аккумулятора 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 аккумулятора и внутренней поверхностью стенок 315 блока управления; эта канавка образована в основном, закруглением угла уплотнения 910 аккумулятора. Уплотнение аккумулятора дополнительно содержит центральную канавку 922, проходящую от передней до задней стенки и своими обоими концами (передним и задним) соединяющуюся с периферийной канавкой 921, которая служит для поддержки поступления воздушного потока в картомайзер, как будет более подробно показано ниже. 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 аккумулятора 350. Эти контактные штыри 912A, 912B проходят через соответствующие отверстия в уплотнении 910 аккумулятора и далее через отверстия 212A, 212B 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 аккумулятора (в этом случае их иногда называют "пружинными контактами"), таким образом, что установочная конструкция сжимается, когда картомайзер 200 защелкивается и прикрепляется к блоку управления 300. Это сжатие приводит к прижиманию контактных штырей к контактным площадкам 810A, 810B печатной платы, помогая тем самым установить надежное электрическое соединение. Следует иметь в виду, что помимо пружинных контактов могут использоваться устройства и другими принципами работы. Например, в некоторых случаях контактные штыри могут быть не установлены на пружине, а могут совершать упругое отклонение при сборке, обеспечивая контакт со смещением с контактными площадками печатной платы. В некоторых других случаях контактные штыри сами могут быть жесткими, но могут быть установленными на упругих основаниях.
Как было указано выше, уплотнение 910 аккумулятора, выполненное из упруго-деформируемого материала, такого как силикон, удерживается в сжатом состоянии между картомайзером 200 и блоком управления 300. Иными словами, при вставке картомайзера в полость, образованную стенками 315, крышка 480 картомайзера слегка сжимает уплотнение 910 аккумулятора 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 аккумулятора остается в таком слегка сжатом состоянии после того, как картомайзер 200 и блок управления 300 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 по ширине (A) и спереди назад (B), демонстрирующие прохождение воздушного потока через электронную сигарету, показанную на фиг. 1, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Путь прохождения воздуха показан на фиг. 10A и 10B 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 воздушных входов уменьшает риск случайного блокирования воздушного входа пользователем пальцами при использовании устройства.
Воздух входит через зазоры на боковых сторонах электронной сигареты 100 между верхними краями стенок 315 блока управления и фланцем или выступом 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 периферийную канавку 921 (как показано на фиг. 9). После этого воздушный поток проходит по периферийной канавке 921, 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 крышки, так что воздушный поток не обязательно проходит непосредственно по канавке 921.
После перемещения на угол около 90° по периметру периферийной канавки 921 воздушный поток входит в центральную канавку 922, откуда поступает в центральное отверстие 583 крышки 480 и попадает в центральный воздушный тракт картомайзера. 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 аккумулятора прижато к крышке 480 картомайзера 200. Такая конфигурация приводит к тому, что крышка закрывает канавку, образуя закрытый канал с ограниченным пространством. Такой ограниченный канал может быть использован для контроля сопротивления затяжке электронной сигаретой 100, как будет более подробно показано ниже.
Имеются различные преимущества, связанные с общей конфигурацией воздушного потока, показанной на фиг. 10A и 10B. Детектор воздушного потока, такой как микрофон 345, располагается обычно в блоке управления 300. Это снижает стоимость устройства, поскольку микрофон расположен в многократно используемой части устройства, и, следовательно, нет необходимости размещать микрофон в каждом картомайзере (который является одноразовым компонентом). Кроме того, размещение микрофона 345 в блоке управления 300 позволяет легко соединить микрофон с аккумулятором 350 и управляющим процессором блока управления (на чертежах не показан).
С другой стороны, как правило, желательно избежать прохождения воздушного потока мимо электронных компонентов, поскольку, например, они могут нагреваться при использовании, и на них могут осаждаться летучие вещества. Следует отметить, что воздушный поток, показанный на фиг. 10A и 10B, в основном обходит электронные компоненты блока управления, и лишь небольшие отверстия 908 отводят малую часть этого воздушного потока, чтобы дать микрофону 345 возможность обнаруживать изменения давления. Такое устранение прохождения воздушного потока мимо основных электронных компонентов блока управления было достигнуто, несмотря на тот факт, что картомайзер установлен глубоко в блоке управления (что помогает уменьшить общую длину устройства).
Кроме того, во многих существующих электронных сигаретах общий путь прохождения воздушного потока не является герметичным. Например, воздух может попадать в воздушный тракт не по специальному(ым) каналу(ам) входа воздуха, а просачиваться по соединениям между различными компонентами (например, между картомайзером и блоком управления). Такое просачивание (а также другие производственные варианты) может приводить к значительным изменениям сопротивления затяжке устройства, где сопротивление затяжке, фактически, представляет собой перепад давлений, необходимый для создания требуемого расхода воздуха через устройство. Такое изменение сопротивления затяжке может препятствовать выработке у потребителя последовательного опыта по использованию устройства, и может влиять на работу устройства. Например, при высоком сопротивлении затяжке вполне вероятно, что расход воздуха через устройство будет понижен, что, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода воздуха, используемого для охлаждения нагревателя.
Таким образом, в используемом здесь подходе электронная сигарета рассматривается как устройство, содержащее: атомайзер для испарения жидкости; воздушный тракт атомайзера; воздушный тракт выхода из электронной сигареты на мундштуке; по меньшей мере один воздушный вход, каналом соединенный с воздушным трактом атомайзера; и по меньшей мере одно эластичное уплотнение, предотвращающее возможность попадания воздуха из входа в воздушный тракт атомайзера каким-либо иным путем, кроме как по каналу.
Например, в рассмотренном выше варианте реализации воздушный поток, поступающий в центральный воздушный тракт через испаритель, должен сначала пройти по канавке 922. Эта канавка, совместно с дном крышки 480, которая, фактически является верхней или закрывающей поверхностью канавки, представляет собой канал воздушного потока через блок управления в картомайзер.
В таком устройстве воздух от воздушного входа сначала обязательно должен пройти по каналу, чтобы попасть в воздушный тракт, поскольку уплотнение не дает возможности прохождения другим путем. Таким образом, канал представляет собой точку регулирования сопротивления затяжке, особенно если данный канал создает большую часть сопротивления затяжке воздушного тракта всего устройства. В частности, если сопротивление затяжке канала (определяемое, в основном, размерами канала) является практически одинаковой для разных устройств (и для разных случаев использования одного и того же устройства), то сопротивление затяжке устройства в целом также будет практически постоянным.
В некоторых вариантах реализации электронная сигарета может дополнительно содержать устройство для изменения заданного сопротивления затяжке электронной сигареты. Это устройство дает возможность пользователю устанавливать заданную величину сопротивления затяжке электронной сигареты в форме одного значения из ряда дискретных значений в соответствии с собственными предпочтениями, и т.д. Например, в описанной выше конструкции электронной сигареты могут быть предусмотрены два последовательных положения защелки между картомайзером 200 и блоком управления 300, обеспечивающие большую или меньшую степень сжатия уплотнения 910 аккумулятора. Меньшая степень сжатия обычно дает возможность канавке 922 слегка расшириться, и, следовательно, создавать меньшее сопротивление затяжке, чем при положении защелки, создающем более значительную степень сжатия уплотнения аккумулятора. Еще один способ реализации данного механизма заключается в создании какой-либо заслонки в канале или канавке 922, которая могла бы на заданную величину частично преграждать воздушный поток, проходящий по вышеуказанному каналу или канавке.
Уплотнение может быть выполнено из упругого материала, такого как силикон, и канал по меньшей мере частично может быть выполнен из материала самого уплотнения. Например, в некоторых вариантах реализации канал выполнен из упругого материала, прижимаемого к поверхности жесткого материала (например, как в случае, когда уплотнение 910 аккумулятора прижимается к крышке 480), и поверхность жесткого материала может содержать отверстие, такое как отверстие 583 в крышке 480, соединяющее канал 922 с воздушным трактом через атомайзер. Следует отметить, что канал может, фактически, представлять собой сеть из множества (под)каналов, в соответствии с конкретным вариантом реализации.
Как было указано выше, устройство может содержать картомайзер 200 и блок управления 300, а также эластичное уплотнение, являющееся частью блока управления, контактирующее с внешней поверхностью картомайзера, когда картомайзер соединен с блоком управления. Когда картомайзер соединен с блоком управления, например, с помощью защелки, этот эластичный материал может удерживаться в сжатом состоянии между картомайзером и блоком управления. Такое сжатие эластичного материала помогает обеспечить герметичное уплотнение по кромкам уплотнения.
Еще один момент, который необходимо учитывать для некоторых электронных сигарет, заключается в том, что жидкость для электронных сигарет может попадать из емкости 270 в основной воздушный тракт. В такой ситуации уплотнение помогает обеспечить возможность прохождения жидкости из воздушного тракта только в воздушный канал, предотвращая возможность контакта жидкости для электронных сигарет с аккумулятором и другими электрическими компонентами. Кроме того, воздушный канал может быть выполнен достаточно узким, чтобы предотвратить возможность прохождения значительного количества жидкости по каналу, что помогает дополнительно ограничить утечки жидкости для электронных сигарет.
Хотя в настоящем описании были подробно рассмотрены различные варианты реализации, они были приведены лишь в качестве примера, и следует иметь в виду, что канал для ограничения воздушного потока, поступающего в устройство, может использоваться также во многих других конфигурациях. Например, такой подход может быть использован также для однокомпонентного или трехкомпонентного устройства (а не только двухкомпонентного устройства, т.е. описанного здесь устройства, содержащего картомайзер и блок управления). Аналогичным образом, данный подход может использоваться для электронных систем создания пара, в которых используется выработанный из табака материал не в форме жидкости, а в любой другой подходящей форме (в форме порошка, пасты, измельченных листьев, и т.д.), который нагревается для получения летучих веществ, вдыхаемых пользователем. Такой подход может использоваться также для различных типов нагревателей электронных сигарет, различных конфигураций воздушного потока, различных типов соединений картомайзера с блоком управления (например, винтового или байонетного соединений), и т.д. Для специалиста в данной области будут очевидны различные другие возможные формы электронной системы создания пара, в которых может использоваться вышеописанный канал для ограничения расхода воздуха.
Кроме того, следует иметь в виду, что описанный выше способ сборки картомайзера также приведен только в качестве примера, и что возможны и другие способы сборки, включающие в себя выполнение других операций или аналогичных операций в другой последовательности. Например, относительно операций, описанных при рассмотрении фиг. 6B, 7A и 7B, в другом примере вместо надевания выходного уплотнения 420 на воздушную трубку 432 внутренней рамы (фиг. 6B) перед вставкой полученной сборочной единицы в оболочку 410 (фиг. 7A и 7B), выходное уплотнение 420 может быть сначала установлено на свое место в оболочке 410, так что оно автоматически наденется на воздушную трубку 432 внутренней рамы, когда сборочная единица, включающая в себя внутреннюю раму 430, узел 500 фитиля/нагревателя и основное уплотнение 460, будет вставлена в оболочку 410. Аналогичным образом, относительно операций, описанных при рассмотрении фиг. 8A и 8B, в другом примере вместо установки печатной платы 470 в углубление 584 в пробке 460 картомайзера перед надеванием крышки 480 для завершения формирования узла картомайзер, печатную плату 470 можно сначала устанавливать в соответствующее положение в крышке 480, а затем надевать крышку 480 с уже установленной в ней печатной платой 470 на оболочку 410. Установка печатной платы 470 в крышке 480 может осуществляться, например, посредством фрикционной посадки / посадки с натягом. Для облегчения установки печатной платы крышка может содержать реперные штифты или другие направляющие, обеспечивающие выравнивание печатной платы по контуру углубления 584 при надевании крышки на оболочку.
В заключение следует отметить, что с целью решения различных технических проблем и обеспечения прогресса в данной области, настоящее изобретение поясняется путем демонстрации различных возможных вариантов его реализации. Преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения характерны только для рассмотренных вариантов реализации и не являются исчерпывающими и/или эксклюзивными. Они рассмотрены только с целью облегчения понимания и демонстрации заявленного изобретения (изобретений). Следует иметь в виду, что преимущества, варианты реализации, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты настоящего изобретения никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения, который определяется пунктами нижеприведенной формулы изобретения или ограничениями на эквиваленты данных пунктов, и что могут использоваться другие варианты реализации, и могут производиться модификации без выхода за границы объема притязаний формулы изобретения. Различные варианты реализации могут соответствующим образом содержать, состоять из или состоять в целом из различных комбинаций раскрываемых элементов, компонентов, отличительных признаков, деталей, операций, средств, и т.д., отличающихся от раскрываемых в настоящем описании. Данное раскрытие может включать в себя другие изобретения, не заявляемые в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.