КАРТРИДЖ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПАРЕНИЯ С ОТКРЫТЫМИ МИКРОКАНАЛАМИ
CARTRIDGE FOR AN ELECTRONIC DEVICE FOR VAPING WITH OPEN MICROCHANNELS

Настоящее изобретение относится к электронному устройству для парения или электронному устройству для вейпинга и картриджам для электронных устройств для парения.
Электронные устройства для парения, также называемые в настоящем документе электронными устройствами для вейпинга (EVD), могут использоваться взрослыми вейперами для парения во время движения. Ароматизированные пары внутри электронного устройства для парения могут использоваться для доставки пара с приятным запахом, который может генерироваться электронным устройством для парения.
В некоторых случаях электронные устройства для парения могут удерживать готовые составы для испарения в резервуаре и могут образовывать пар в результате втягивания готового состава для испарения из резервуара и воздействия теплом на втянутый готовый состав для испарения для его испарения.
В некоторых случаях в электронном устройстве для парения могут накапливаться остатки в результате образования в нем пара. Такие остатки могут образовываться в результате склеивания элементов материала готового состава для испарения с одним или несколькими материалами в электронном устройстве для парения. Например, если электронное устройство для парения содержит мягкий или волокнистый фитиль для втягивания готового состава для испарения из резервуара в нагревательный элемент, остатки могут накапливаться на фитиле или в нем. Накапливание остатков может негативно повлиять на работу электронного устройства для парения по причине негативного влияния на уровень образования пара, увеличивая возможность химических реакций между остатком и одним или несколькими элементами электронного устройства для парения, негативного влияния на элементы в образованном паре, негативного влияния на количество пара, образуемого электронным устройством для парения во время сеансов парения, некоторого их сочетания или т. п.
В некоторых случаях электронные устройства для парения могут изготавливаться посредством поточного производства. Такое поточное производство может быть по меньшей мере частично автоматизированным. В некоторых случаях сложность электронных устройств для парения может негативно влиять на по меньшей мере одно из стабильности качества изготовления электронных устройств для парения, скорости изготовления электронных устройств для парения и затрат на изготовление электронных устройств для парения.
Согласно некоторым примерным вариантам осуществления картридж для электронного устройства для парения может содержать резервуар, выполненный с возможностью удержания готового состава для испарения, структуру каналов и по меньшей мере один нагревательный элемент. Структура каналов может содержать поверхность структуры каналов. Поверхность структуры каналов может содержать первую часть поверхности структуры каналов и смежную вторую часть поверхности структуры каналов. Первая часть поверхности структуры каналов может образовывать по меньшей мере одну внутреннюю поверхность резервуара. Вторая часть поверхности структуры каналов может быть внешней по отношению к резервуару. Поверхность структуры каналов может содержать по меньшей мере один открытый микроканал. По меньшей мере один открытый микроканал может проходить между первой частью поверхности структуры каналов и второй частью поверхности структуры каналов. Структура каналов может быть выполнен с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара во вторую часть поверхности структуры каналов в результате капиллярного действия готового состава для испарения через по меньшей мере один открытый микроканал. По меньшей мере один нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью испарения готового состава для испарения, втягиваемого во вторую часть поверхности структуры каналов, с образованием пара.
Картридж может быть не связан с волокнистыми распределяющими контактными поверхностями, содержащими один или несколько фитилей. Производство такого картриджа может быть проще, быстрее, дешевле, некоторым сочетанием вышеперечисленного или т. п. относительно производства картриджа, содержащего волокнистую или мягкую распределяющую контактную поверхность для втягивания готового состава для испарения из резервуара в нагревательный элемент.
По меньшей мере один открытый микроканал может иметь трапециевидное поперечное сечение канала.
Структура каналов может содержать гидрофильный слой на поверхности структуры каналов.
Нагревательный элемент может представлять собой поверхностный нагреватель.
Нагревательный элемент может быть присоединен ко второй части поверхности структуры каналов.
Резервуар может содержать уплотнительный элемент, выполненный с возможностью запечатывания по существу контактной поверхности между резервуаром и второй частью поверхности структуры каналов.
Картридж может содержать множество резервуаров. Каждый из резервуаров может быть выполнен с возможностью удержания по меньшей мере одного готового состава для испарения. По меньшей мере один открытый микроканал может содержать множество открытых микроканалов. Каждый из открытых микроканалов может находиться в связи по текучей среде с отдельным резервуаром из множества резервуаров.
Резервуар может представлять собой кольцевой элемент, выполненный с возможностью удержания готового состава для испарения в кольцевом элементе. Структура каналов может представлять собой дискообразный элемент, при этом первая часть поверхности структуры каналов представляет собой внешнюю кольцевую часть поверхности структуры каналов и образует основу кольцевого элемента, а вторая часть поверхности структуры каналов представляет собой внутреннюю часть поверхности структуры каналов. По меньшей мере один открытый микроканал может проходить в радиальном направлении между внешней кольцевой частью поверхности структуры каналов и внутренней частью поверхности структуры каналов. По меньшей мере один нагревательный элемент может быть присоединен к внутренней части структуры каналов.
Структура каналов может содержать трубчатый элемент. Поверхность структуры каналов может представлять собой внешнюю поверхность трубчатого элемента. По меньшей мере один открытый микроканал может проходить в осевом направлении вдоль внешней поверхности трубчатого элемента.
Структура каналов может содержать формованный элемент.
Картридж может содержать капиллярный материал, контактирующий со второй частью поверхности структуры каналов и нагревательным элементом. Капиллярный материал выполнен с возможностью втягивания готового состава для испарения из по меньшей мере одного открытого микроканала во второй части поверхности структуры каналов в нагревательный элемент.
Согласно некоторым примерным вариантам осуществления электронное устройство для парения может содержать картридж для электронного устройства для парения и блок питания, выполненный с возможностью подачи электропитания на картридж. Картридж может содержать резервуар, выполненный с возможностью удержания готового состава для испарения, структуру каналов и по меньшей мере один нагревательный элемент. Структура каналов может содержать поверхность структуры каналов. Поверхность структуры каналов может содержать первую часть поверхности структуры каналов и смежную вторую часть поверхности структуры каналов. Первая часть поверхности структуры каналов может образовывать по меньшей мере одну внутреннюю поверхность резервуара. Вторая часть поверхности структуры каналов может быть внешней по отношению к резервуару. Поверхность структуры каналов может содержать по меньшей мере один открытый микроканал. По меньшей мере один открытый микроканал может проходить между первой частью поверхности структуры каналов и второй частью поверхности структуры каналов. Структура каналов может быть выполнена с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара во вторую часть поверхности структуры каналов в результате капиллярного действия готового состава для испарения через по меньшей мере один открытый микроканал. По меньшей мере один нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью испарения готового состава для испарения, втягиваемого во вторую часть поверхности структуры каналов, с образованием пара.
По меньшей мере один открытый микроканал может иметь трапециевидное поперечное сечение канала.
Структура каналов может содержать гидрофильный слой на поверхности структуры каналов.
Нагревательный элемент может представлять собой поверхностный нагреватель.
Нагревательный элемент может быть присоединен ко второй части поверхности структуры каналов.
Резервуар может содержать уплотнительный элемент, выполненный с возможностью запечатывания по существу контактной поверхности между резервуаром и второй частью поверхности структуры каналов.
Электронное устройство для парения может содержать множество резервуаров. Каждый из резервуаров может быть выполнен с возможностью удержания по меньшей мере одного готового состава для испарения. По меньшей мере один открытый микроканал может содержать множество открытых микроканалов. Каждый из открытых микроканалов может находиться в связи по текучей среде с отдельным резервуаром из множества резервуаров.
Резервуар может представлять собой кольцевой элемент, выполненный с возможностью удержания готового состава для испарения в кольцевом элементе. Структура каналов может содержать дискообразный элемент. Первая часть поверхности структуры каналов может представлять собой внешнюю кольцевую часть поверхности структуры каналов и образовывать основу кольцевого элемента. Вторая часть поверхности структуры каналов может представлять собой внутреннюю часть поверхности структуры каналов. По меньшей мере один открытый микроканал может проходить в радиальном направлении между внешней кольцевой частью поверхности структуры каналов и внутренней частью поверхности структуры каналов. По меньшей мере один нагревательный элемент может быть присоединен к внутренней части структуры каналов.
Структура каналов может содержать трубчатый элемент. Поверхность структуры каналов может представлять собой внешнюю поверхность трубчатого элемента. По меньшей мере один открытый микроканал может проходить в осевом направлении через внешнюю поверхность трубчатого элемента.
Структура каналов может содержать формованный элемент.
Блок питания может содержать перезаряжаемую батарею.
Картридж и блок питания могут быть соединены друг с другом с возможностью съема.
Картридж дополнительно может содержать капиллярный материал в контакте со второй частью поверхности структуры каналов и нагревательным элементом. Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью втягивания готового состава для испарения из по меньшей мере одного открытого микроканала во второй части поверхности структуры каналов в нагревательный элемент.
Согласно некоторым примерным вариантам осуществления способ может включать: втягивание готового состава для испарения из резервуара в нагревательный элемент через по меньшей мере один открытый микроканал, при этом по меньшей мере один открытый микроканал содержит первую часть и вторую часть, при этом первая часть находится в связи по текучей среде с резервуаром, а вторая часть присоединена к нагревательному элементу; и испарение готового состава для испарения, втягиваемого в нагревательный элемент через по меньшей мере один открытый микроканал, с образованием пара.
Способ может дополнительно включать втягивание готового состава для испарения в нагревательный элемент через множество параллельных открытых микроканалов.
Способ может дополнительно включать: втягивание множества готовых составов для испарения из множества резервуаров в по меньшей мере один нагревательный элемент через множество открытых микроканалов, при этом каждый из открытых микроканалов находится в связи по текучей среде с отдельным резервуаром из множества резервуаров; и испарение готовых составов для испарения, втягиваемых в по меньшей мере один нагревательный элемент через множество открытых микроканалов, для образования по меньшей мере одного вида пара.
Различные признаки и преимущества неограничивающих вариантов осуществления в настоящем документе могут стать более очевидными при прочтении подробного описания в сочетании с сопроводительными графическими материалами. Сопроводительные графические материалы представлены исключительно для иллюстративных целей и не должны интерпретироваться как ограничивающие объем формулы изобретения. Сопроводительные графические материалы не должны рассматриваться как изображенные в масштабе, если это не указано явным образом. Для ясности, различные размеры на графических материалах могли быть увеличены.
На фиг. 1A показан вид сбоку электронного устройства для парения согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 1B показан вид в разрезе вдоль линии IB-IB' электронного устройства для парения по фиг. 1A.
На фиг. 2A показан вид в перспективе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 2B показан вид в сечении вдоль линии IIB-IIB' испарителя в сборе по фиг. 2A.
На фиг. 2C показан вид в сечении вдоль линии IIC-IIC' испарителя в сборе по фиг. 2A.
На фиг. 3 показан вид в перспективе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 4A показан вид в разрезе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 4B показан вид в перспективе секции A испарителя в сборе по фиг. 4A.
На фиг. 5 показан перспективный вид в разрезе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 6A, фиг. 6B, фиг. 6C и фиг. 6D показаны виды в разрезе открытых микроканалов согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 7 показан вид в разрезе открытого микроканала и гидрофильного слоя согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 8 показан вид в перспективе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 9A, фиг. 9B, фиг. 9C и фиг. 9D показаны виды в перспективе испарителей в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
На фиг. 10 показана блок-схема, иллюстрирующая способ образования пара согласно некоторым примерным вариантам осуществления.
В настоящем документе раскрыты некоторые подробные примерные варианты осуществления. Тем не менее, конкретные конструктивные и функциональные подробности, раскрытые в настоящем документе, представлены исключительно в целях описания примерных вариантов осуществления. Однако примерные варианты осуществления могут быть осуществлены во многих альтернативных формах и не должны рассматриваться в качестве ограниченных только примерными вариантами осуществления, изложенными в настоящем документе.
Соответственно, поскольку примерные варианты осуществления могут иметь различные модификации и альтернативные формы, соответствующие примерные варианты осуществления показаны в качестве примера на графических материалах и будут подробно описаны в настоящем документе. Тем не менее, следует понимать, что нет намерения ограничить примерные варианты осуществления конкретными раскрытыми формами, а наоборот примерные варианты осуществления должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, в рамках объема примерных вариантов осуществления. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию фигур.
Следует понимать, что если элемент или слой обозначен как «расположенный на», «соединенный с», «присоединенный к» или «покрывающий» другой элемент или слой, он может быть непосредственно расположен на, соединен с, присоединен к или покрывать другой элемент или слой, или могут присутствовать промежуточные элементы или слои. И наоборот, если элемент обозначен как «непосредственно расположенный на», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно присоединенный к» другому элементу или слою, то промежуточные элементы или слои отсутствуют. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию.
Следует понимать, что хотя термины «первый», «второй», «третий» и т. д. могут быть использованы в настоящем документе для описания различных элементов, областей, слоев или секций, эти элементы, области, слои или секции не должны ограничиваться данными терминами. Эти термины используются лишь для того, чтобы отличить один элемент, область, слой или секцию от другого элемента, области, слоя или секции. Следовательно, первый элемент, область, слой или секция, описанные ниже, могут именоваться вторым элементом, областью, слоем или секцией без отступления от идей, изложенных в примерных вариантах осуществления.
Термины относительного пространственного расположения (например, «ниже», «под», «нижний», «над», «верхний» и т. п.) могут быть использованы в настоящем документе с целью упрощения описания для раскрытия связи одного элемента или признака с другим элементом или признаком, как проиллюстрировано на фигурах. Следует понимать, что термины относительного пространственного расположения предназначены для охвата различных ориентаций устройства во время использования или работы, в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» или «ниже» других элементов или деталей, окажутся расположенными «над» другими элементами или деталями. Следовательно, термин «под» может охватывать расположение как выше, так и ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или расположено в других ориентациях), и определения относительного пространственного расположения, используемые в настоящем документе, будут интерпретироваться соответствующим образом.
Терминология, используемая в настоящем документе, предназначена лишь для описания различных примерных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения примерных вариантов осуществления. В контексте настоящего документа формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст явно не указывает на иное. Следует также понимать, что термины «включает», «включающий», «содержит» и «содержащий» при использовании в настоящем описании указывают на наличие установленных признаков, целых чисел, этапов, операций или элементов, но не исключают наличия или добавления одного или нескольких других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или их групп.
Примерные варианты осуществления описаны в настоящем документе со ссылками на иллюстрации в сечении, которые являются схематичными изображениями идеализированных вариантов осуществления (и промежуточных структур) примерных вариантов осуществления. Таким образом, следует ожидать изменения форм указанных иллюстраций в результате изменения, например, технологий изготовления или допусков. Следовательно, примерные варианты осуществления не должны интерпретироваться как ограниченные формами областей, изображенных в настоящем документе, а должны содержать отклонения по форме, которые обусловлены, например, процессом изготовления.
Если не определено иное, то все термины (в том числе технические и научные термины), используемые в настоящем документе, имеют те же самые значения, которые обычно понимает средний специалист в данной области техники, к которой относятся примерные варианты осуществления. Следует также понимать, что термины, в том числе те, которые определены в общеупотребительных словарях, должны интерпретироваться как имеющие значение, соответствующее их значению в контексте соответствующей области техники, и не должны интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это явно не определено в данном документе.
На фиг. 1A показан вид сбоку электронного устройства 60 для парения согласно некоторым примерным вариантам осуществления. На фиг. 1B показан вид в разрезе вдоль линии IB-IB' электронного устройства для парения по фиг. 1A. Электронное устройство 60 для парения может содержать один или несколько признаков, изложенных в публикации заявки на патент США № 2013/0192623, выданной на имя Tucker и соавторов, поданной 31 января 2013 г., и публикации заявки на патент США № 2013/0192619, выданной на имя Tucker и соавторов, поданной 14 января 2013 г., полное содержание каждой из которых включено в настоящий документ посредством ссылки. В контексте настоящего документа термин «электронное устройство для парения» включает в себя все типы электронных устройств для вейпинга независимо от их модели, размера или формы.
Обратимся к фиг. 1А и фиг. 1В, электронное устройство 60 для парения содержит заменяемый картридж (или первую секцию) 70 и секцию 72 подачи питания многократного использования (или вторую секцию). Секции 70, 72 могут быть соединены друг с другом в местах сопрягающихся контактных поверхностей 74, 84 соответствующих секций 70, 72.
В некоторых примерных вариантах осуществления контактные поверхности 74, 84 представляют собой резьбовые соединители. Следует понимать, что контактная поверхность 74, 84 может представлять собой соединитель любого типа, в том числе, без ограничения, по меньшей мере одно из скользящей посадки, защелки, зажима, штыкового соединителя или замка.
Как показано на фиг. 1A и фиг. 1B, в некоторых примерных вариантах осуществления вставка 20 на выпускном конце может быть расположена на выпускном конце картриджа 70. Вставка 20 на выпускном конце содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие 21, которое может быть расположено со смещением по продольной оси от электронного устройства 60 для парения. Одно или несколько выпускных отверстий 21 могут быть направлены наружу под углом относительно продольной оси электронного устройства 60 для парения. Множество выпускных отверстий 21 может быть равномерно или по существу равномерно распределено по периметру вставки 20 на выпускном конце таким образом, чтобы по существу равномерно распределять пар, втягиваемый через вставку 20 на выпускном конце во время парения. Следовательно, при втягивании пара 95 через вставку 20 на выпускном конце пар может перемещаться в разных направлениях.
Картридж 70 содержит наружный корпус 16, проходящий в продольном направлении. Секция 72 подачи питания содержит наружный корпус 17, проходящий в продольном направлении. В некоторых примерных вариантах осуществления наружный корпус 16 может представлять собой одну трубку, вмещающую как картридж 70, так и секцию 72 подачи питания, и все электронное устройство 60 для парения может быть одноразовым. Наружный корпус 16 может иметь, как правило, цилиндрическое поперечное сечение. В некоторых примерных вариантах осуществления наружный корпус 16 может иметь, как правило, треугольное поперечное сечение вдоль одного или нескольких из картриджа 70 и секции 72 подачи питания. В некоторых примерных вариантах осуществления наружный корпус 16 может иметь большую длину окружности или размеры на верхнем конце, чем на выпускном конце электронного устройства 60 для парения.
По-прежнему обращаясь к фиг. 1A-B, картридж 70 содержит испаритель в сборе 22, выполненный с возможностью образования пара 95 в результате испарения готового состава для испарения. Испаритель в сборе 22 содержит по меньшей мере резервуар 24, структура каналов 25 и нагревательный элемент 28. Резервуар 24 выполнен с возможностью удержания готового состава для испарения. Структура каналов 25 выполнена с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара 24. Нагревательный элемент 28 выполнен с возможностью испарения втягиваемого готового состава для испарения с образованием пара 95. Испаритель в сборе 22 будет дополнительно описан ниже со ссылкой на по меньшей мере фиг. 2A-C, фиг. 3 и фиг. 4.
Резервуар 24 может удерживать готовый состав для испарения во внутренней части резервуара 24. Структура каналов 25 присоединена к резервуару 24, таким образом по меньшей мере часть структуры каналов 25 находится в связи по текучей среде с внутренней частью резервуара 24. Структура каналов 25 может содержать один или несколько материалов, включая металлический материал, пластиковый материал, некоторое их сочетание или т. п. Например, структура каналов 25 может по меньшей мере частично или полностью содержать политетрафторэтилен (PTFE). Структура каналов 25 может содержать гидрофильный материал, пластичный материал, некоторое их сочетание или т. п. Например, структура каналов 25 может содержать гидрофильный материал, получаемый литьем под давлением. Гидрофильный материал, получаемый литьем под давлением, может включать поли(метилметакрилат) (PMMA), поливиниловый спирт (PVA), полимолочную кислоту (PLA), некоторое их сочетание или т. п.
Как подробнее описано ниже, структура каналов 25 выполнена с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара в одну или несколько частей структуры каналов 25, которые являются внешними по отношению к резервуару 24. Структура каналов 25 может содержать один или несколько открытых микроканалов, которые выполнены с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара 24 в результате капиллярного действия готового состава для испарения в открытые микроканалы.
Нагревательный элемент 28 расположен вблизи части структуры каналов 25, в которую может втягиваться готовый состав для испарения из резервуара 24. Нагревательный элемент 28 может быть присоединен к части структуры каналов 25, в которую может втягиваться готовый состав для испарения из резервуара 24. Как показано в примерных вариантах осуществления, изображенных на фиг. 1B, нагревательный элемент 28 может проходить по поверхности структуры каналов 25. В некоторых примерных вариантах осуществления нагревательный элемент 28 может проходить в параллельном или поперечном (ортогональном, перпендикулярном и т. д.) направлении к продольной оси структуры каналов 25.
Нагревательный элемент 28 выполнен с возможностью генерирования тепла. Структура каналов 25 выполнена с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара 24, таким образом готовый состав для испарения может испаряться из структуры каналов 25 в результате нагревания структуры каналов 25 нагревательным элементом 28.
Во время парения готовый состав для испарения может перемещаться из резервуара 24 посредством капиллярного действия одного или нескольких открытых микроканалов (не показаны на фиг. 1A-B) структуры каналов 25. Нагревательный элемент 28 может по меньшей мере частично окружать часть структуры каналов 25 так, что если или когда нагревательный элемент 28 активируется для генерирования тепла, готовый состав для испарения в частях одного или нескольких открытых микроканалов, проходящих через часть структуры каналов 25, может испаряться нагревательным элементом 28 с образованием пара.
В некоторых примерных вариантах осуществления по меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха может быть образовано в наружном корпусе 16, смежном с контактной поверхностью 74, для сведения к минимуму вероятности перекрывания пальцами взрослого вейпера одного из отверстий и для контроля сопротивления втягиванию (RTD) во время парения. В некоторых примерных вариантах осуществления впускные отверстия 44 для воздуха могут быть проточены в наружном корпусе 16 посредством оборудования, обеспечивающего точность, таким образом их диаметры точно контролируются и повторяются от одного электронного устройства 60 для парения к следующему в процессе изготовления.
В некоторых примерных вариантах осуществления впускные отверстия 44 для воздуха могут быть высверлены с помощью твердосплавных сверл или других высокоточных инструментов или методов. В некоторых примерных вариантах осуществления наружный корпус 16 может быть выполнен из металла или металлических сплавов, таким образом размер и форма впускных отверстий 44 для воздуха не могут изменяться в ходе операций изготовления, упаковки и парения. Следовательно, впускные отверстия 44 для воздуха могут обеспечивать стабильное RTD. В некоторых примерных вариантах осуществления впускные отверстия 44 для воздуха могут иметь размер и быть выполнены таким образом, что электронное устройство 60 для парения характеризуется RTD в диапазоне от приблизительно 40 миллиметров водяного столба до приблизительно 150 миллиметров водяного столба.
Один или несколько элементов картриджа 70 образуют внутренние пространства 42 и 46 во внутренней части картриджа 70. Как показано, внутренняя часть картриджа 70 содержит пространства 42, которые по меньшей мере частично образованы наружным корпусом 16 картриджа 70 и одним или несколькими элементами испарителя в сборе 22. Внутренняя часть картриджа дополнительно содержит пространство 46, которое по меньшей мере частично образовано наружным корпусом 16, испарителем в сборе 22 и вставкой 20 на выпускном конце. Каждое внутреннее пространство 42 находится в связи по текучей среде с одним или несколькими впускными отверстиями 44 для воздуха. Внутреннее пространство 46 находится в связи по текучей среде с одним или несколькими впускными отверстиями 21 для воздуха. Внутренние пространства 42 могут быть обозначены как одна или несколько расположенных выше по потоку частей внутренней части картриджа 70. Внутреннее пространство 46 может быть обозначено как расположенная ниже по потоку часть внутренней части картриджа 70. Воздух 94 может втягиваться в пространства 42 посредством одного или нескольких впускных отверстий 44 для воздуха. Пар 95, образуемый испарителем в сборе 22, может выпускаться в по меньшей мере одно из пространств 42 и 46. По меньшей мере пар 95 и воздух 94 могут втягиваться через выпускные отверстия 21 для воздуха через пространство 46.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 1A-B, впускные отверстия 44 для воздуха расположены ниже по потоку по меньшей мере части испарителя в сборе 22. Впускные отверстия 44 для воздуха могут быть выполнены с возможностью направления воздуха 94 в пространства 42, которые находятся в связи по текучей среде с частью структуры каналов 25, в которой может образовываться пар 95. Например, как показано на фиг 1B, впускные отверстия 44 для воздуха расположены выше по потоку от нагревательного элемента 28, таким образом воздух 94, втягиваемый через впускные отверстия 44 для воздуха в пространства 42, может проходить с обеспечением связи по текучей среде с частью структуры каналов 25, находящейся вблизи нагревательного элемента 28. Пар 95, образуемый испарителем в сборе 22, может смешиваться с воздухом 94. По меньшей мере одно из пара 95 и воздуха 94 может проходить ниже по потоку через пространство 46 для выхода из картриджа 70 через один или несколько выпускных отверстий 21 для воздуха.
В некоторых примерных вариантах осуществления картридж 70 содержит соединительный элемент 91. Соединительный элемент 91 может содержать один или несколько из катодного соединительного элемента и анодного соединительного элемента. В примерном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1В, например, электрический вывод 26-1 присоединен к соединительному элементу 91. Как дополнительно показано на фиг. 1B, соединительный элемент 91 выполнен с возможностью присоединения к блоку 12 питания, содержащемуся в секции 72 подачи питания. Если или когда контактные поверхности 74, 84 соединены друг с другом, соединительный элемент 91 и блок 12 питания могут быть соединены друг с другом. Соединение соединительного элемента 91 и блока 12 питания друг с другом может электрически соединить друг с другом вывод 26-1 и блок 12 питания.
В некоторых примерных вариантах осуществления одна или несколько контактных поверхностей 74, 84 содержат один или несколько из катодного соединительного элемента и анодного соединительного элемента. В примерном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1В, например, электрический вывод 26-2 присоединен к контактной поверхности 74. Как дополнительно показано на фиг. 1В, секция 72 подачи питания содержит вывод 92, который присоединяет схему 11 управления к контактной поверхности 84. Если или когда контактные поверхности 74, 84 соединены друг с другом, соединенные контактные поверхности 74, 84 могут электрически соединять друг с другом выводы 26-2 и 92.
Если или когда контактные поверхности 74, 84 соединены друг с другом, могут устанавливаться одна или несколько электрических схем посредством картриджа 70 и секции 72 подачи питания. Установленные электрические схемы могут содержать по меньшей мере нагревательный элемент 28, схему 11 управления и блок 12 питания. Электрическая схема может содержать электрические выводы 26-1 и 26-2, вывод 92 и контактные поверхности 74, 84.
Соединительный элемент 91 может содержать изоляционный материал 91b и проводящий материал 91a. Проводящий материал 91a может электрически присоединять вывод 26-1 к блоку 12 питания, а изоляционный материал 91b может изолировать проводящий материал 91a от контактной поверхности 74, таким образом возможность короткого замыкания между выводом 26-1 и контактной поверхностью 74 снижается или исключается. Например, если или когда соединительный элемент 91 содержит цилиндрическое поперечное сечение, перпендикулярное продольной оси электронного устройства 60 для парения, изоляционный материал 91b, включенный в соединительный элемент 91, может представлять собой внешнюю кольцевую часть соединительного элемента 91, а проводящий материал 91a может представлять собой внутреннюю цилиндрическую часть соединительного элемента 91, таким образом изоляционный материал 91b окружает проводящий материал 91a и снижает или исключает возможность электрического соединения между проводящим материалом 91a и контактной поверхностью 74.
По-прежнему обращаясь к фиг. 1A и фиг. 1B, секция 72 подачи питания содержит датчик 13, отвечающий за воздух, втягиваемый в секцию 72 подачи питания посредством впускного отверстия 44a для воздуха, смежного со свободным концом или верхним концом электронного устройства 60 для парения, по меньшей мере один блок 12 питания и схему 11 управления. Блок 12 питания может содержать перезаряжаемую батарею. Датчик 13 может представлять собой одно или несколько из датчика давления, датчика микроэлектромеханической системы (MEMS) и т. п.
В проиллюстрированных вариантах осуществления, показанных на фиг. 1A-B, датчик 13 и схема 11 управления расположены вблизи с верхним концом секции 72 подачи питания. Следует понимать, что в некоторых примерных вариантах осуществления одно или несколько из датчика 13 и схемы 11 управления могут быть расположены в одном или нескольких различных местах в секции 72 подачи питания, включая одно или несколько мест, которые отличаются от верхнего конца секции 72 подачи питания. Например, в некоторых примерных вариантах осуществления одно или несколько из схемы 11 управления и датчика 13 могут быть расположены вблизи с выпускным концом секции 72 подачи питания.
В некоторых примерных вариантах осуществления блок 12 питания включает батарею, расположенную в электронном устройстве 60 для парения таким образом, что анод расположен ниже по потоку от катода. Соединительный элемент 91 входит в контакт с расположенным ниже по потоку концом батареи. Нагревательный элемент 28 соединен с блоком 12 питания посредством по меньшей мере электрическим выводом 26-1 и соединительным элементом 91, если или когда контактные поверхности 74, 84 соединены друг с другом.
Блок 12 питания может представлять собой литий-ионную батарею или один из ее вариантов, например литий-ионную полимерную батарею. В качестве альтернативы, блок 12 питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею, литий-марганцевую батарею, литий-кобальтовую батарею или топливный элемент. Электронное устройство 60 для парения может использоваться взрослым вейпером до израсходования энергии в блоке 12 питания или, в случае литий-полимерной батареи, до достижения минимального уровня отсечки напряжения.
Кроме того, блок 12 питания может быть перезаряжаемым и может содержать схему, выполненную с возможностью зарядки батареи от внешнего зарядного устройства. Для перезарядки электронного устройства 60 для парения может использоваться зарядное устройство с универсальной последовательной шиной (USB) или другое подходящее зарядное устройство.
По завершении соединения между картриджем 70 и секцией 72 подачи питания по меньшей мере один блок 12 питания может быть электрически соединен с нагревательным элементом 28 картриджа 70 при активации датчика 13. Сначала воздух втягивается в картридж 70 через одно или несколько впускных отверстий 44 для воздуха. Одно или несколько впускных отверстий 44 для воздуха могут быть размещены вдоль наружного корпуса 16, 17 первой и второй секций 70, 72 или на одной или нескольких соединенных контактных поверхностях 74, 84.
Датчик 13 может быть выполнен с возможностью измерения падения давления воздуха и инициирования подачи напряжения от блока 12 питания на нагревательный элемент 28. Как показано в примерном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1В, некоторые примерные варианты осуществления секции 72 подачи питания включают световой индикатор 48 активации нагревателя, выполненный с возможностью свечения, если или когда нагревательный элемент 28 активируется. Световой индикатор 48 активации нагревателя может содержать светодиод (LED). Более того, световой индикатор 48 активации нагревателя может быть расположен таким образом, чтобы его было видно взрослому вейперу во время парения. В дополнение, световой индикатор 48 активации нагревателя может использоваться для диагностики электронной системы для парения или указания того, что происходит перезарядка. Световой индикатор 48 активации нагревателя также может быть выполнен с возможностью активации, деактивации или активации и деактивации светового индикатора 48 активации нагревателя взрослым вейпером для конфиденциальности. Как показано на фиг. 1А и фиг. 1В, световой индикатор 48 активации нагревателя может быть расположен на верхнем конце электронного устройства 60 для парения. В некоторых примерных вариантах осуществления световой индикатор 48 активации нагревателя может быть расположен на боковой части наружного корпуса 17.
Кроме того, по меньшей мере одно впускное отверстие 44a для воздуха может быть расположено смежно с датчиком 13, таким образом датчик 13 может обнаруживать поток воздуха, указывающий на втягивание пара через выпускной конец электронного устройства для парения. Датчик 13 может активировать блок 12 питания и световой индикатор 48 активации нагревателя для указания на активацию нагревательного элемента 28.
Дополнительно, схема 11 управления может управлять подачей электропитания на нагревательный элемент 28, реагируя на датчик 13. В некоторых примерных вариантах осуществления схема 11 управления может содержать ограничитель максимального периода времени. В некоторых примерных вариантах осуществления схема 11 управления может содержать управляемый вручную переключатель для взрослого вейпера для инициации парения вручную. Период времени подачи электрического тока на нагревательный элемент 28 может быть предварительно установлен в зависимости от количества готового состава для испарения, требующегося для испарения. В некоторых примерных вариантах осуществления схема 11 управления может управлять подачей электропитания на нагревательный элемент 28, пока датчик 13 обнаруживает падение давления.
Для управления подачей электропитания на нагревательный элемент 28 схема 11 управления может выполнять один или несколько примеров выполняемого компьютером программного кода. Схема 11 управления может содержать процессор и память. Память может представлять собой машиночитаемый носитель данных, хранящий выполняемый компьютером код.
Схема 11 управления может содержать схему обработки, включающую, но без ограничения, процессор, центральное процессорное устройство (CPU), контроллер, арифметико-логическое устройство (ALU), цифровой сигнальный процессор, микрокомпьютер, программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), однокристальную систему (SoC), программируемый логический элемент, микропроцессор или любое другое устройство, способное реагировать на команды и выполнять их определенным образом. В некоторых примерных вариантах осуществления схема 11 управления может представлять собой по меньшей мере одно из специализированной интегральной микросхемы (ASIC) и микросхемы ASIC.
Схема 11 управления может быть выполнена в качестве машины специального назначения посредством исполнения машиночитаемого программного кода, хранящегося на устройстве хранения. Программный код может содержать по меньшей мере одно из программы или машиночитаемых команд, программных элементов, программных модулей, файлов данных, структур данных и т. п., которые могут быть реализованы одним или несколькими аппаратными устройствами, таким как одна или несколько из вышеупомянутых схем управления. Примеры программного кода включают как машинный код, создаваемый компилятором, так и программный код более высокого уровня, который исполняется с использованием интерпретатора.
Схема 11 управления может содержать одно или несколько устройств хранения. Одно или несколько устройств хранения могут представлять собой материальные или энергонезависимые машиночитаемые носители данных, такие как по меньшей мере одно из оперативного запоминающего устройства (RAM), постоянного запоминающего устройства (ROM), энергонезависимого запоминающего устройства большой емкости (такого как дисковый накопитель), твердотельного устройства (например, флеш-памяти NAND) и любого другого подобного механизма хранения данных, который может хранить и записывать данные. Одно или несколько устройств хранения могут быть выполнены с возможностью хранения компьютерных программ, программного кода, команд или некоторого их сочетания, или всего сразу, для одной или нескольких операционных систем для реализации вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Компьютерные программы, программный код, команды или некоторое их сочетание могут также быть загружены с отдельного машиночитаемого носителя данных в одно или несколько устройств хранения, одно или несколько вычислительных устройств обработки данных или в оба из них с использованием приводного механизма. Такой отдельный машиночитаемый носитель данных может включать по меньшей мере одно из флеш-накопителя с интерфейсом USB, флеш-карты, накопителя Blu-ray/DVD/CD-ROM, карты памяти и других подобных машиночитаемых носителей данных. Компьютерные программы, программный код, команды или некоторое их сочетание могут быть загружены в одно или несколько устройств хранения, одно или несколько вычислительных устройств обработки данных или в оба из них с удаленного устройства хранения данных посредством сетевого интерфейса, а не посредством локального машиночитаемого носителя данных. В дополнение, компьютерные программы, программный код, команды или некоторое их сочетание могут быть загружены в одно или несколько устройств хранения, один или несколько процессоров или в оба из них с удаленной вычислительной системы, которая выполнена с возможностью передачи, распределения или передачи и распределения компьютерных программ, программного кода, команд или некоторого их сочетания по сети. Удаленная вычислительная система может передавать, распределять или передавать и распределять компьютерные программы, программный код, команды или некоторое их сочетание посредством по меньшей мере одного из проводного интерфейса, воздушного интерфейса и любой другой подобной среды.
Схема 11 управления может представлять собой специализированный механизм, выполненный с возможностью исполнения выполняемого компьютером кода для управления подачей электропитания на нагревательный элемент 28. Управление подачей электропитания на нагревательный элемент 28 может взаимозаменяемо называться в настоящем документе активацией нагревательного элемента 28.
По-прежнему обращаясь к фиг. 1А и фиг. 1В, если или когда нагревательный элемент 28 активируется, активированный нагревательный элемент 28 может нагревать часть структуры каналов 25 менее чем за 10 секунд. Следовательно, цикл подачи питания (или максимальная продолжительность парения) может находиться в диапазоне от приблизительно 2 секунд до приблизительно 10 секунд (например, от приблизительно 3 секунд до приблизительно 9 секунд, от приблизительно 4 секунд до приблизительно 8 секунд или от приблизительно 5 секунд до приблизительно 7 секунд).
Готовый состав для испарения является материалом или сочетанием материалов, которые могут быть превращены в пар. Например, готовый состав для испарения может представлять собой по меньшей мере одно из жидкого, твердого или гелеобразного состава, в том числе, но без ограничения: воду, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы, парообразующие вещества, такие как глицерин и пропиленгликоль, и их сочетания.
В некоторых примерных вариантах осуществления готовый состав для испарения представляет собой одно или несколько из пропиленгликоля, глицерина и их сочетаний.
Готовый состав для испарения может содержать никотин или может не содержать никотин. Готовый состав для испарения может содержать одно или несколько табачных ароматизирующих веществ. Готовый состав для испарения может содержать одно или несколько ароматизирующих веществ, которые отделены от одного или нескольких табачных ароматизирующих веществ.
В некоторых примерных вариантах осуществления готовый состав для испарения, который содержит никотин, также может содержать одну или несколько кислот. Одна или несколько кислот могут представлять собой одно или несколько из пировиноградной кислоты, муравьиной кислоты, щавелевой кислоты, гликолевой кислоты, уксусной кислоты, изовалериановой кислоты, валериановой кислоты, пропионовой кислоты, октановой кислоты, молочной кислоты, левулиновой кислоты, сорбиновой кислоты, яблочной кислоты, винной кислоты, янтарной кислоты, лимонной кислоты, бензойной кислоты, олеиновой кислоты, аконитовой кислоты, масляной кислоты, коричной кислоты, каприновой кислоты, 3,7-диметил-6-октановой кислоты, 1-глутаминовой кислоты, гептановой кислоты, капроновой кислоты, 3-капроновой кислоты, транс-2-капроновой кислоты, изомасляной кислоты, лауриновой кислоты, 2-метилбутановой кислоты, 2-метилвалериановой кислоты, миристиновой кислоты, нонановой кислоты, пальмитиновой кислоты, 4-пентеновой кислоты, фенилуксусной кислоты, 3-фенилпропионовой кислоты, хлористоводородной кислоты, фосфорной кислоты, серной кислоты и их сочетаний.
В некоторых примерных вариантах осуществления пар 95, образованный испарителем в сборе 22, может по существу не содержать одного или нескольких материалов, находящихся в газовой фазе. Например, пар 95 может содержать один или несколько материалов по существу в дисперсной фазе и по существу не в газовой фазе.
Носитель данных резервуара 24 может представлять собой волокнистый материал, в том числе по меньшей мере одно из хлопка, полиэтилена, сложного полиэфира, вискозы и их сочетаний. Волокна могут иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 6 микрон до приблизительно 15 микрон (например, от приблизительно 8 микрон до приблизительно 12 микрон или от приблизительно 9 микрон до приблизительно 11 микрон). Носитель данных может представлять собой спеченный, пористый или вспененный материал. Кроме того, волокна могут иметь такие размеры, чтобы их вдыхание было невозможно, и могут иметь поперечное сечение Y-образной формы, крестообразной формы, формы клевера или любой другой подходящей формы. В некоторых примерных вариантах осуществления резервуар 24 может представлять собой наполненную емкость, не имеющую какой-либо среды хранения и содержащую только готовый состав для испарения.
Резервуар 24 может иметь размер и быть выполненным так, чтобы удерживать достаточное количество готового состава для испарения, таким образом электронное устройство 60 для парения может быть выполнено с возможностью парения в течение по меньшей мере приблизительно 200 секунд. Электронное устройство 60 для парения может быть выполнено с возможностью обеспечения длительности каждого сеанса парения максимально приблизительно 5 секунд.
Нагревательный элемент 28 может быть образован из любых подходящих электрорезистивных материалов. Примеры подходящих электрорезистивных материалов могут включать, но без ограничения, титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают, но без ограничения, нержавеющую сталь, никель, кобальт, хром, алюминий-титан-цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, марганец и железосодержащие сплавы, сверхпрочные сплавы на основе никеля, железа, кобальта и нержавеющей стали. Например, нагревательный элемент 28 может быть образован из алюминида никеля, материала со слоем оксида алюминия на поверхности, алюминида железа и других композиционных материалов, при этом электрорезистивный материал может быть необязательно встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент 28 может содержать по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали, меди, медных сплавов, никель-хромовых сплавов, сверхпрочных сплавов и их сочетания. В некоторых примерных вариантах осуществления нагревательный элемент 28 может быть образован из никель-хромовых сплавов или железо-хромовых сплавов. В некоторых примерных вариантах осуществления нагревательный элемент 28 может представлять собой керамический нагреватель, имеющий электрорезистивный слой на своей внешней поверхности. В некоторых примерных вариантах осуществления нагревательный элемент 28 может содержать пористый керамический материал. В некоторых примерных вариантах осуществления нагревательный элемент 28 может содержать один или несколько резистивных элементов, включая одну или несколько проволок, содержащихся в керамическом материале, если керамический материал может представлять собой пористый керамический материал.
Нагревательный элемент 28 может нагревать готовый состав для испарения за счет теплопроводности. В качестве альтернативы, тепло от нагревательного элемента 28 может передаваться в готовый состав для испарения с помощью теплопроводного элемента, или нагревательный элемент 28 может передавать тепло во входящий воздух окружающей среды, который втягивается через электронное устройство 60 для парения при парении, что, в свою очередь, нагревает готовый состав для испарения за счет конвекции.
В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22 может содержать нагревательный элемент 28, который представляет собой пористый материал, содержащий резистивный нагреватель, образованный из материала, имеющего высокое электрическое сопротивление для возможности быстрого генерирования тепла.
В некоторых примерных вариантах осуществления картридж 70 может быть заменяемым. Иными словами, после израсходования одного из ароматизатора или готового состава для испарения картриджа, может быть заменен только картридж 70. В некоторых примерных вариантах осуществления все электронное устройство 60 для парения может быть выброшено при исчерпании резервуара 24.
В некоторых примерных вариантах осуществления электронное устройство 60 для парения может иметь длину от приблизительно 80 миллиметров до приблизительно 110 миллиметров и диаметр от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. Например, в некоторых примерных вариантах осуществления электронное устройство 60 для парения может иметь длину приблизительно 84 миллиметра и может иметь диаметр приблизительно 7,8 миллиметров.
В некоторых примерных вариантах осуществления готовый состав для испарения может содержать один или несколько ароматизаторов. Ароматизатор может содержать один или несколько натуральных ароматизаторов или искусственных («синтетических») ароматизаторов. Ароматизатор может содержать один или несколько растительных экстрактов. В некоторых примерных вариантах реализации ароматизатор представляет собой одно или несколько из аромата табака, ментола, винтергрена, мяты перечной, травяных ароматов, фруктовых ароматов, ореховых ароматов, ликерных ароматов и их сочетаний. В некоторых примерных вариантах осуществления ароматизатор содержится в растительном материале. Растительный материал может содержать материал из одного или нескольких растений. Растительный материал может содержать одно или несколько травянистых растений, специй, фруктов, корней, листьев, трав или т. п. Например, растительный материал может содержать материал на основе кожуры апельсина и материал на основе зубровки. В другом примере растительный материал может содержать табачный материал.
Nicotiana.
В некоторых примерных вариантах осуществления табачный материал может содержать материал из любого представителя рода В некоторых примерных вариантах осуществления табачный материал содержит смесь из двух или более различных разновидностей табака. Примеры подходящих типов табачных материалов, которые могут быть использованы, включают, но без ограничения, табак трубоогневой сушки, табак Берли, табак Мэриленд, табак восточного типа, темный табак, редкие виды табака, специальные виды табака, их смеси и т. п. Табачный материал может быть предусмотрен в любом подходящем виде, включая, но без ограничения, табачную пластину, обработанные табачные материалы, такие как взорванный или вспушенный табак, обработанные табачные стебли, такие как порезанные или раскатанные вспушенные стебли, восстановленные табачные материалы, их смеси и т. п. В некоторых примерных вариантах осуществления табачный материал имеет форму по существу сухой табачной массы.
На фиг. 2А показан вид в перспективе испарителя в сборе 22 согласно некоторым примерным вариантам осуществления. На фиг. 2B показан вид в сечении вдоль линии IIB-IIB' испарителя в сборе по фиг. 2A. На фиг. 2C показан вид в сечении вдоль линии IIC-IIC' испарителя в сборе по фиг. 2A. В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22, проиллюстрированный на фиг. 2A-C, может быть испарителем в сборе 22, проиллюстрированным в картридже 70 по фиг. 1A-B.
Испаритель в сборе 22 содержит резервуар 24, структуру каналов 25 и нагревательный элемент 28. Резервуар 24 содержит наружный корпус 202 и уплотнительный элемент 204 (например, элемент в виде уплотнительного кольца), который по меньшей мере частично образует внутреннюю часть 201 резервуара 24. Резервуар 24 может удерживать готовый состав для испарения во внутренней части резервуара 201. Наружный корпус 202, уплотнительный элемент 204 и по меньшей мере часть структуры каналов 25 образуют внутреннюю часть 201 резервуара 24. Резервуар 24 удерживает готовый состав для испарения во внутренней части 201.
В некоторых примерных вариантах осуществления, включая примерные варианты осуществления, проиллюстрированные ниже на по меньшей мере фиг. 2A-C и фиг. 3, структура каналов 25 содержит поверхность структуры каналов 216, которая содержит первую и вторую части 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов, соответственно. Первая часть 212-1 поверхности структуры каналов 216 образует границу внутренней части 201 резервуара, таким образом первая часть 212-1 поверхности структуры каналов 216 находится в связи по текучей среде с внутренней частью 201 резервуара.
Структура каналов 25 содержит открытые микроканалы 220-1-220-N на поверхности структуры каналов 216. «N» может быть положительным целым числом, значение которого равно по меньшей мере единице (1). Открытые микроканалы 220-1-220-N проходят между первой и второй направляющими частями 212-1 и 212-2. В некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N представляют собой канавку на поверхности структуры каналов 216. Углубление каждого открытого микроканала 220-1-220-N проходит в перпендикулярно к продольной оси открытых микроканалов 220-1-220-N от поверхности структуры каналов 216 во внутреннюю часть структуры каналов 25. Открытые микроканалы 220-1-220-N могут втягивать готовый состав для испарения из резервуара 24 в результате переноса готового состава для испарения через открытые микроканалы 220-1-220-N из первой части 212-1 поверхности структуры каналов во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов.
Части открытых микроканалов 220-1-220-N, проходящие через первую часть 212-1 поверхности структуры каналов, находятся в связи по текучей среде с внутренней частью 201 резервуара. Части открытых микроканалов 220-1-220-N, проходящие через первую часть 212-1 поверхности структуры каналов, могут получать готовый состав для испарения из внутренней части 201 резервуара. Открытые микроканалы 220-1-220-N могут переносить полученный готовый состав для испарения из первой части 212-1 поверхности структуры каналов во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов в результате капиллярного действия открытых микроканалов 220-1-220-N.
Вторая часть 212-2 поверхности структуры каналов ограничена от нахождения в непосредственной связи по текучей среде с внутренней частью 201 резервуара. Вторая часть 212-2 поверхности структуры каналов ограничена от нахождения в непосредственной связи по текучей среде с готовым составом для испарения, удерживающемся во внутренней части 201 резервуара. Как показано на фиг. 2A и фиг. 2C, уплотнительный элемент 204 запечатывает или по существу запечатывает контактную поверхность 230 с поверхностью структуры каналов 216, таким образом поток готового состава для испарения из внутренней части 201 резервуара ограничен для протекания через открытые микроканалы 220-1-220-N.
В некоторых примерных вариантах осуществления, включая примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 2A-C, испаритель в сборе 22 содержит один или несколько нагревательных элементов 28, выполненных с возможностью нагревания готового состава для испарения, втягиваемого во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов посредством открытых микроканалов 220-1-220-N. В примерных вариантах осуществления, показанных на фиг. 2A-C, один или несколько нагревательных элементов 28 присоединены к направляющему элементу 25 во второй части 212-2 поверхности структуры каналов.
В некоторых примерных вариантах осуществления, включая примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 2A-C, структура каналов 25 содержит цилиндрический элемент 210. Цилиндрический элемент 210 проходит между резервуаром 24 и внешней частью резервуара 24 так, что цилиндрический элемент 210 по меньшей мере частично образует кольцевую внутреннюю часть 210 резервуара, которая окружает первую часть 212-1 поверхности структуры каналов. В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 2A-C, структура каналов 25 содержит дискообразный элемент 214, который образует основу внутренней части 201 резервуара. Как дополнительно показано на фиг. 2A-C, поверхность структуры каналов 216 может проходить между цилиндрическим и дискообразным элементами 210 и 214, и открытые микроканалы 220-1-220-N могут проходить между цилиндрическим и дискообразным элементами 210 и 214.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 2A-C, структура каналов 25 имеет непрерывную изогнутую форму (например, отсутствуют вершины или края поверхности) между цилиндрическим и дискообразным элементами 210 и 214. Такая непрерывная изогнутая форма может улучшить перенос готового состава для испарения через открытые микроканалы 220-1-220-N, так как количество готового состава для испарения, удерживаемого во внутренней части 201 резервуара, сокращается. Например, вследствие того, что количество готового состава для испарения сокращается, оставшийся готовый состав для испарения может создавать кольцевой резерв, окружающий части дискообразного элемента 214, таким образом готовый состав для испарения остается в связи по текучей среде с открытыми микроканалами 220-1-220-N, проходящими вдоль дискообразного элемента 214. Как показано, открытые микроканалы 220-1-220-N проходят по цилиндрическому элементу 210 параллельно или по существу параллельно продольной оси цилиндрического элемента 210, и открытые микроканалы 220-1 дополнительно проходят по дискообразному элементу 214 радиально внешней границе дискообразного элемента 214 относительно 210 цилиндрического элемента.
В некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько из цилиндрического элемента 210 и дискообразного элемента 214 могут отсутствовать в направляющем элементе 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25 выполнена с возможностью втягивания из резервуара 24 готового состава для испарения, имеющего один или несколько определенных рядов присущих свойств. Например, структуры каналов 25 могут содержать один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N, выполненных с возможностью втягивания готового состава для испарения в результате капиллярного действия открытых микроканалов 220-1-220-N, если или когда готовый состав для испарения имеет одно или несколько конкретных присущих свойств.
Такие присущие свойства могут включать вязкость готового состава для испарения. Например, в некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N выполнены с возможностью втягивания в результате капиллярного действия одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N готового состава для испарения, который имеет вязкость в диапазоне от приблизительно 1 сантипуазы до приблизительно 60 сантипуаз.
Такие присущие свойства могут относиться к составу материала готового состава для испарения. Например, в некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N выполнены с возможностью втягивания в результате капиллярного действия одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N готового состава для испарения, который содержит смесь массой в 80 процентов глицерола и 20 процентов пропиленгликоля.
В некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25 может быть такой, которая содержит один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N, за счет осуществления одного или нескольких процессов формования открытых микроканалов. Такие процессы могут осуществляться одним или несколькими из работника и машинного устройства. Машинное устройство может осуществлять такие процессы в результате выполнения одного или нескольких примеров команд выполняемого компьютером программного кода, которые хранятся в одном или нескольких экземплярах энергонезависимых машиночитаемых носителей данных.
В некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25 представляет собой формованный элемент, которая сформована с возможностью вмещения одного или нескольких открыты микроканалов 220-1-220-N, таким образом открытые микроканалы 220-1-220-N образуются параллельно с формированием структуры каналов 25 в соответствии с формованием, посредством которого формуют структуру каналов 25. Например, структура каналов 25 может представлять собой формованный элемент из PTFE. В некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов может быть выполнена посредством процесса трехмерной (3D) печати.
В некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25 представляет собой литой элемент, который содержит открытые микроканалы 220-1-220-N, таким образом такие открытые микроканалы 220-1-220-N образуются параллельно с формированием структуры каналов 25 в соответствии с литьем, посредством которого формуют структуру каналов 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления открытые микроканалы 220-1-220-N выполнены посредством изъятия одной или нескольких частей структуры каналов 25. Такое формирование может включать «резку», «травление», «измельчение», некоторое их сочетание или т. п. для создания одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N в одной или нескольких поверхностях структуры каналов 25.
На фиг. 3 представлен вид в перспективе испарителя в сборе 22 согласно некоторым примерным вариантам осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22, проиллюстрированный на фиг. 3, может быть испарителем в сборе 22, содержащимся в картридже 70 по фиг. 1A-B.
Обращаясь к фиг. 3, испаритель в сборе 22 может содержать планарный или по существу планарная структура каналов 25, которая по меньшей мере частично образует границу («поверхность») внутренней части 201 резервуара и проходит за пределами резервуара 24.
Как показано на фиг. 3, планарная 25 структура каналов содержит поверхность структуры каналов 216, имеющую первую и вторую части 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов. Первая и вторая части 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов могут по меньшей мере частично образовываться воздействием на внутреннюю часть 201 резервуара. Первая часть 212-1 поверхности структуры каналов представляет собой часть поверхности структуры каналов 216, которая находится в непосредственной связи по текучей среде с внутренней частью 201 резервуара, если внутренняя часть 201 резервуара по меньшей мере частично образована направляющим элементом 25, наружным корпусом 202 и основой 302. Вторая часть 212-2 поверхности структуры каналов представляет собой часть поверхности структуры каналов 216, которая ограничена от нахождения в непосредственной связи по текучей среде с внутренней частью 201 резервуара. Первая и вторая направляющие части 212-1 и 212-2 могут быть образованы контактной поверхностью 230 между уплотнительным элементом 204 и поверхностью структуры каналов 216. Уплотнительный элемент 204 может запечатывать или по существу запечатывать контактную поверхность 230, таким образом поток готового состава для испарения из внутренней части 201 резервуара ограничен для протекания через один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N, которые проходят между первой и второй частями 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов.
Структура каналов 25 содержит один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N, которые выполнены с возможностью втягивания готового состава для испарения из внутренней части 201 резервуара. Открытые микроканалы 220-1-220-N проходят между первой и второй частями 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов. Открытые микроканалы 220-1-220-N могут втягивать готовый состав для испарения из внутренней части 201 резервуара во вторую часть поверхности структуры каналов в результате капиллярного действия готового состава для испарения через открытые микроканалы 220-1-220-N.
Как показано на фиг. 3, некоторые примерные варианты осуществления испарителя в сборе 22 включают нагревательный элемент 28, присоединенный ко второй части 212-2 поверхности структуры каналов. Нагревательный элемент 28 может нагревать готовый состав для испарения, втягиваемый во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов посредством открытых микроканалов 220-1-220-N. Таким образом, нагревательный элемент 28 может испарять втягиваемый готовый состав для испарения с образованием пара 95.
В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22 содержит капиллярный материал 390, который находится в контакте с одной или несколькими частями из второй части 212-2 поверхности структуры каналов и нагревательным элементом 28. Капиллярный материал 390 может представлять собой волокнистый капиллярный материал. Капиллярный материал 390 может находиться в связи по текучей среде с одним или несколькими открытыми микроканалами 220-1-220-N во второй части 212-2 поверхности структуры каналов. Капиллярный материал 390 может находиться в связи по текучей среде с нагревательным элементом 28 и с одним или несколькими открытыми микроканалами 220-1-220-N.
Капиллярный материал 390 может соединять один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N с нагревательным элементом 28. В некоторых примерных вариантах осуществления капиллярный материал 390 может втягивать готовый состав для испарения из одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N по направлению к нагревательному элементу 28, таким образом готовый состав для испарения в капиллярном материале 390 находится в связи по текучей среде с нагревательным элементом 28. Готовый состав для испарения, втягиваемый из открытых микроканалов 220-1-220-N капиллярным материалом 390, может нагреваться и испаряться за счет нагревательного элемента 28.
Примерами подходящих материалов для капиллярного материала 390 могут быть, но без ограничения, материалы на основе стекла, керамики или графита. Капиллярный материал 390 может характеризоваться любым подходящим действием капиллярного втягивания, чтобы вмещать готовые составы для испарения, имеющие разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара.
На фиг.4А показан вид в разрезе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления. На фиг. 4B показан вид в перспективе секции A испарителя в сборе по фиг. 4A. В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22, проиллюстрированный на фиг. 4A-B, может представлять собой испаритель в сборе 22, содержащийся в картридже 70 по фиг. 1A-B.
Обращаясь к фиг. 4A-B, в некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22 содержит резервуар, представляющий собой кольцевой элемент, выполненный с возможностью удержания готового состава внутри кольцевого элемента, при этом испаритель в сборе 22 дополнительно содержит структуру каналов 25, представляющий собой дискообразный элемент, при этом структура каналов 25 содержит первую часть 212-1 поверхности структуры каналов, которая представляет собой внешнюю кольцевую часть поверхности структуры каналов 216 и образует основу кольцевого элемента резервуара 24, и при этом структура каналов 25 содержит вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов, которая представляет собой внутреннюю часть поверхности структуры каналов 216. Структура каналов 25 может содержать один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-2, которые проходят в радиальном направлении между внешней кольцевой частью 212-1 поверхности структуры каналов и внутренней частью 212-2 поверхности структуры каналов. В дополнение, испаритель в сборе 22 может содержать нагревательный элемент 28, присоединенный к внутренней части 212-2 поверхности структуры каналов.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, испаритель в сборе 22 содержит дискообразную структуру каналов 25, которая образует основу испарителя в сборе 22. Дискообразная структура каналов25 имеет верхнюю поверхность, которая является поверхностью структуры каналов 216. Как показано на фиг. 4A-B, поверхность структуры каналов 216 содержит открытые микроканалы 220-1-220-N, которые проходят в радиальном направлении от внутренней части дискообразного структуры каналов 25.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, испаритель в сборе 22 содержит цилиндрический наружный корпус 202 и внутреннюю трубку 404, которые вместе образуют кольцевой резервуар 24. Внутренняя трубка 404 дополнительно образует цилиндрическое внутреннее пространство 401 в пределах внутренней трубки 404. Как показано, наружный корпус 202 и внутренняя трубка 404 могут соединяться друг с другом на верхней части испарителя в сборе 22 с образованием верхней границы резервуара 24. В некоторых примерных вариантах осуществления прокладка (не показана на фиг. 4A-B) может быть соединена как с внутренней трубкой 404, так и с наружным корпусом 202 с образованием верхнего конца резервуара 24, если верхний конец является противоположным концом резервуара 24 относительно конца резервуара 24, который по меньшей мере частично образован дискообразным направляющим элементом 25.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, внутренняя трубка 404 и наружный корпус 202 присоединены к дискообразному направляющему элементу 25, таким образом первая часть 212-1 поверхности структуры каналов 216 образует границу основы резервуара 24. Первая часть 212-1 поверхности структуры каналов 216 представляет собой кольцевую внешнюю часть поверхности структуры каналов 216. Первая часть 212-1 поверхности структуры каналов 216 находится в связи по текучей среде с внутренней частью резервуара 24. Части открытых микроканалов 220-1-220-N, проходящие через первую часть 212-1 поверхности структуры каналов, могут получать готовый состав для испарения, удерживаемый в резервуаре 24.
Как показано на фиг. 4A-B, внутренняя трубка 404 разделяет поверхность структуры каналов 216 между первой и второй частями 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов. Открытые микроканалы 220-1-220-N могут проходить в радиальном направлении между первой и второй частями 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов. Открытые микроканалы 220-1-220-N могут втягивать готовый состав для испарения из кольцевого элемента резервуара 24 во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов. Вторая часть 212-2 поверхности структуры каналов, показанная на фиг. 4A, находится в связи по текучей среде с внутренним пространством 401.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, структура каналов 25 содержит отверстие 402, которое проходит через внутреннюю часть структуры каналов 25, таким образом структура каналов 25 представляет собой кольцеобразный элемент. Отверстие 402 может быть впускным отверстием для воздуха. Испаритель в сборе 22 может быть выполнен с возможностью втягивания воздуха во внутреннее пространство 401 через отверстие 402.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, испаритель в сборе 22 содержит один или несколько нагревательных элементов 28, присоединенных к поверхности, которая по меньшей мере частично образует внутреннее пространство 401. Как показано на фиг. 4A, нагревательный элемент 28 может быть присоединен к внутренней трубке 404. В некоторых примерных вариантах осуществления нагревательный элемент 28 может быть присоединен к одной или нескольким частям второй части 212-2 поверхности структуры каналов 216. Нагревательный элемент 28 может быть выполнен с возможностью генерирования тепла для нагревания готового состава для испарения, втягиваемого во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов 216 посредством открытых микроканалов 220-1-220-N, таким образом во внутреннем пространстве 401 образуется пар.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, испаритель в сборе 22 содержит отверстие 410, которое образует верхний конец внутреннего пространства 401. Отверстие 410 может располагаться на противоположном конце внутреннего пространства 401 относительно конца внутреннего пространства 401, которое по меньшей мере частично образовано направляющим элементом 25. Пар, образуемый в направляющем элементе 25, втягиваемый во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов 216 за счет испарения готового состава для испарения, может втягиваться через внутреннее пространство 401 с выходом из испарителя в сборе 22 через отверстие 410. В некоторых примерных вариантах осуществления пар, образуемый во второй части 212-2 поверхности структуры каналов, может захватываться воздухом, втягиваемым во внутреннее пространство 401 через отверстие 402. Смесь воздуха и захваченного пара может быть втянута через внутреннее пространство 401 и из отверстия 402 по направлению и через отверстие 410.
В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4A-B, испаритель в сборе 22 содержит одно или несколько вентиляционных отверстий 412, которые проходят через внутреннюю трубку 404 между внутренним пространством 401 и резервуаром 24. В некоторых примерных вариантах осуществления одно или несколько вентиляционных отверстий 412 могут представлять собой снижающие давление вентиляционные отверстия, выполненные с возможностью выпускания одной или нескольких текучих сред (жидкостей, газов и т. д.) из резервуара 24 во внутреннее пространство 401, если или когда внутреннее давление внутри резервуара равняется определенному пороговому давлению или выше него.
В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22 содержит капиллярный материал 490, который находится в контакте с одной или несколькими частями из второй части 212-2 поверхности структуры каналов и нагревательным элементом 28. Капиллярный материал 490 может представлять собой волокнистый капиллярный материал. Капиллярный материал 490 может находиться в связи по текучей среде с одним или несколькими открытыми микроканалами 220-1-220-N во второй части 212-2 поверхности структуры каналов. Капиллярный материал 490 может находиться в связи по текучей среде с нагревательным элементом 28 и с одним или несколькими открытыми микроканалами 220-1-220-N.
Капиллярный материал 490 может соединять один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N с нагревательным элементом 28. В некоторых примерных вариантах осуществления капиллярный материал 490 может втягивать готовый состав для испарения из одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N по направлению к нагревательному элементу 28, таким образом готовый состав для испарения в капиллярном материале 490 находится в связи по текучей среде с нагревательным элементом 28. Готовый состав для испарения, втягиваемый из открытых микроканалов 220-1-220-N капиллярным материалом 490, может нагреваться и испаряться за счет нагревательного элемента 28.
Примерами подходящих материалов для капиллярного материала 490 могут быть, но без ограничения, материалы на основе стекла, керамики или графита. Капиллярный материал 490 может характеризоваться любым подходящим действием капиллярного втягивания, чтобы вмещать готовые составы для испарения, имеющие разные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара.
На фиг. 5 показан перспективный вид в разрезе испарителя в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22, проиллюстрированный на фиг. 5, может быть испарителем в сборе 22, содержащимся в картридже 70 по фиг. 1A-B.
Обращаясь к фиг. 5, в некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22 содержит 25 структуру каналов, которая по меньшей мере частично вмещает резервуар 24, таким образом поверхность 216 структуры каналов 25 представляет собой внутреннюю поверхность структуры каналов 25. В дополнение, первая часть 212-1 поверхности структуры каналов может по меньшей мере частично образовывать границу внутренней части резервуара 24.
Как показано на фиг. 5, структура каналов 25 может быть пустым цилиндрическим элементом, который образует внутреннее пространство 510, имеющее отверстие 512 на одном конце и ограниченное внутренней поверхностью 216 пустого цилиндрического элемента. Открытые микроканалы 220-1-220-N могут проходить между первой и второй частями 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов, ограничивая внутреннее пространство 510.
Резервуар 24 может быть образован по меньшей мере первой частью 212-1 поверхности структуры каналов. Резервуар 24 может дополнительно быть образован уплотнительным элементом 204, который запечатывает или по существу запечатывает внутреннее пространство 510 на контактной поверхности 230. Таким образом, уплотнительный элемент 204 может разделять внутреннее пространство 510 на первую секцию, ограниченную первой частью 212-1 поверхности структуры каналов 216, и вторую секцию, ограниченную второй частью 212-2 поверхности структуры каналов 216. Первая секция может образовывать резервуар 24. Уплотнительный элемент 204 может ограничивать поток готового состава для испарения из резервуара 24 для протекания через один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N, которые проходят между первой и второй частями 212-1 и 212-2 поверхности структуры каналов.
В примерных вариантах осуществления испарителя в сборе 22, проиллюстрированного на фиг. 5, структура каналов 25 содержит одно или несколько впускных отверстий 504 для воздуха, которые проходят между внешней частью структуры каналов 25 и внутренним пространством 510. Впускные отверстия 504 для воздуха могут направлять воздух во внутреннее пространство 510. Такой воздух, направляемый во внутреннее пространство, может втягиваться из внутреннего пространства 510 через отверстие 512 на конце структуры каналов 25.
Как показано на фиг. 5, открытые микроканалы 220-1-220-N могут втягивать готовый состав для испарения из первой части 212-1 поверхности структуры каналов, которая образует границу резервуара 24, во вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов, которая образует границу открытого внутреннего пространства 510.
В примерных вариантах осуществления испарителя в сборе 22, проиллюстрированного на фиг. 5, нагревательный элемент 28 присоединен ко второй части 212-2 поверхности структуры каналов. Нагревательный элемент 28 может проходить вокруг внутренней поверхности 216, как показано на фиг. 5. Как показано далее, открытые микроканалы 220-1-220-N могут проходить через вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов для получения связи по текучей среде с нагревательным элементом 28. Если или когда готовый состав для испарения втягивается из резервуара 24 в по меньшей мере вторую часть 212-2 поверхности структуры каналов посредством открытых микроканалов 220-1-220-N, нагревательный элемент 28 может нагревать готовый состав для испарения с образованием пара во внутреннем пространстве 510, ограниченном второй частью 212-2 поверхности структуры каналов. Как дополнительно показано на фиг. 5, нагревательный элемент 28 может быть размещен ближе к отверстию 512 по сравнению с расстоянием между впускными отверстиями 504 для воздуха и отверстием 512. Таким образом, готовый состав для испарения, испаряемый нагревательным элементом 28, может втягиваться через отверстие 512 воздухом, который втягивается во внутреннее пространство 510 через одно или несколько впускных отверстий 504 для воздуха.
В некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25, проиллюстрированная на фиг. 5, представляет собой по меньшей мере часть наружного корпуса 16 картриджа 70, проиллюстрированного на фиг. 1A-B. Впускные отверстия 504 для воздуха могут быть впускными отверстиями 44 для воздуха, проиллюстрированными на фиг. 1A-B.
На фиг. 6A, фиг. 6B, фиг. 6C и фиг. 6D показаны виды в разрезе открытых микроканалов согласно некоторым примерным вариантам осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления открытые микроканалы 220-1, проиллюстрированные на фиг. 6A-D, могут быть открытым микроканалом 220-1, включенным в любой из примерных вариантов осуществления направляющих элементов 25, содержащихся в настоящем документе, включая структуру каналов 25, проиллюстрированную на фиг. 1B.
Обращаясь к фиг. 6A-D, в некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N в направляющем элементе 25 могут иметь один или несколько различных размеров, площадей поперечного сечения, форм поперечного сечения и их сочетаний. Размеры, площади поперечного сечения, формы поперечного сечения и их сочетания одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N могут основываться на одном или нескольких свойствах готовых составов для испарения, которые могут переноситься открытыми микроканалами 220-1-220-N, соответственно.
Обращаясь к фиг. 6A, открытый микроканал 220-1 может иметь прямоугольную форму поперечного сечения, таким образом открытый микроканал 220-1 имеет определенную ширину 602, определенную глубину 604 и определенную площадь 610-1 поперечного сечения. Открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью перемещения имеющегося готового состава для испарения с одной или несколькими скоростями потока, основанными на одном или нескольких из ширины 602, глубины 604, площади 610-1 поперечного сечения и формы поперечного сечения имеющегося открытого микроканала 220-1.
Как показано ниже в таблице 1, открытые микроканалы 220-1-220-N могут иметь одну или несколько различных ширин и глубин. Такие открытые микроканалы 220-1-220-N могут представлять собой прямоугольные открытые микроканалы 220-1, как показано на фиг. 6A. Как показано, ширина прямоугольного открытого микроканала может находиться в диапазоне включительно от приблизительно 100 микрометров до приблизительно 300 микрометров. Как дополнительно показано, глубина открытых микроканалов 220-1 может находиться в диапазоне включительно от приблизительно 150 микрометров до приблизительно 300 микрометров. Следует понимать, что размеры открытого микроканала, продемонстрированные в таблице 1, могут быть размерами открытых микроканалов 220-1, имеющих непрямоугольные формы поперечного сечения, как будет дополнительно описано ниже.
Таблица 1 - размеры открытого микроканала
Величина микроканала
Ширина (микрометры)
Глубина (микрометры)
Площадь поперечного сечения (квадратные метры)
«Малый» микроканал
100
150
1,5×10<sup>-8</sup>
«Средний» микроканал
200
300
6,0×10<sup>-8</sup>
«Большой» микроканал
300
300
9,0×10<sup>-8</sup>
В некоторых примерных вариантах осуществления скорость, с которой готовый состав для испарения втягивается посредством открытого микроканала 220-1, может основываться на одном или нескольких из размеров и площади поперечного сечения открытого микроканала 220-1. Например, отдельный «малый» открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью втягивания имеющегося готового состава для испарения со скоростью приблизительно 0,01 микролитров в секунду. В другом примере отдельный «средний» открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью втягивания имеющегося готового состава для испарения со скоростью приблизительно 0,06 микролитров в секунду. В другом примере отдельный «большой» открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью втягивания имеющегося готового состава для испарения со скоростью приблизительно 0,09 микролитров в секунду.
В некоторых примерных вариантах осуществления количество открытых микроканалов 220-1-220-N, содержащихся в направляющем элементе 25, может быть обратно пропорционально одному или нескольким из размеров и площади поперечного сечения открытых микроканалов 220-1-220-N. Например, структура каналов 25, которая содержит множество «больших» открытых микроканалов (300 мкм в ширину и 300 мкм в глубину) может иметь меньшее количество открытых микроканалов 220-1-220-N, чем структура каналов 25, который содержит множество «малых» открытых микроканалов (100 мкм в ширину и 150 мкм в глубину).
Соответственно, в некоторых примерных вариантах осуществления общая скорость, с которой готовый состав для испарения втягивается направляющим элементом 25, может основываться на одном или нескольких из размеров и площади поперечного сечения открытых микроканалов 220-1-220-N, содержащихся в направляющем элементе 25.
Например, структура каналов 25, которая содержит несколько «малых» открытых микроканалов 220-1-220-N, может быть выполнена с возможностью втягивания готового состава для испарения с общей скоростью приблизительно 0,5 микролитров/сек. В другом примере, структура каналов 25, которая содержит несколько «больших» открытых микроканалов 220-1-220-N, может быть выполнена с возможностью втягивания готового состава для испарения с общей скоростью приблизительно 4,0 микролитров/сек.
Обращаясь к фиг. 6B, открытый микроканал 220-1 может иметь треугольную форму поперечного сечения, таким образом открытый микроканал 220-1 имеет определенную ширину 602, определенную глубину 604 и определенное треугольное поперечное сечение 610-2. Тогда как примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 6B, демонстрируют открытый микроканал, имеющий равностороннее треугольное поперечное сечение 610-2, следует понимать, что открытый микроканал 220-1 может иметь одну или несколько различных треугольных форм поперечного сечения, включая равнобедренную треугольную форму, треугольную форму с прямым углом и разностороннюю треугольную форму. Открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью перемещения имеющегося готового состава для испарения с одной или несколькими скоростями потока, основанными на одном или нескольких из ширины 602, глубины 604, площади 610-2 поперечного сечения и формы поперечного сечения имеющегося открытого микроканала. Обратимся снова к таблице 1, треугольный открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь ширину 602, равную одной из ширин, включенных в таблицу 1. По-прежнему обращаясь к таблице 1, треугольный открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь глубину, равную одной из глубин, включенных в таблицу 1.
Обращаясь к фиг. 6C, открытый микроканал 220-1 может иметь параболическую форму поперечного сечения, таким образом открытый микроканал 220-1 имеет определенную ширину 602, определенную глубину 604 и определенное параболическое поперечное сечение 610-3. Тогда как примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 6C, демонстрируют открытый микроканал, имеющий полукруглое поперечное сечение 610-3, следует понимать, что открытый микроканал 220-1 может иметь одну или несколько различных параболических форм поперечного сечения. Открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью перемещения имеющегося готового состава для испарения с одной или несколькими скоростями потока, основанными на одном или нескольких из ширины 602, глубины 604, площади 610-3 поперечного сечения и формы поперечного сечения имеющегося открытого микроканала. Обратимся снова к таблице 1, параболический открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь ширину 602, равную одной из ширин, включенных в таблицу 1. По-прежнему обращаясь к таблице 1, параболический открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь глубину, равную одной из глубин, включенных в таблицу 1.
Обращаясь к фиг. 6D, открытый микроканал 220-1 может иметь трапециевидную форму поперечного сечения, таким образом открытый микроканал 220-1 имеет определенную первую ширину 602, определенную вторую ширину 603, определенную глубину 604 и определенное трапециевидное поперечное сечение 610-4. В некоторых примерных вариантах осуществления первая ширина 602 может быть больше второй ширины 603. Первая ширина 602 может быть больше второй ширины 603 для упрощения формирования открытого микроканала 220-1. Открытый микроканал 220-1 может быть выполнен с возможностью перемещения имеющегося готового состава для испарения с одной или несколькими скоростями потока, основанными на одном или нескольких из ширины 602, глубины 604, площади 610-3 поперечного сечения и формы поперечного сечения имеющегося открытого микроканала. Обращаясь снова к таблице 1, трапециевидный открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь первую ширину 602, равную одной из ширин, включенных в таблицу 1. По-прежнему обращаясь к таблице 1, трапециевидный открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь вторую ширину 603, равную одной из ширин, включенных в таблицу 1. По-прежнему обращаясь к таблице 1, трапециевидный открытый микроканал 220-1 в некоторых примерных вариантах осуществления может иметь глубину, равную одной из глубин, включенных в таблицу 1.
На фиг. 7 показан вид в разрезе открытого микроканала и гидрофильного слоя согласно некоторым примерным вариантам осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления поверхность структуры каналов 216 и открытый микроканал 220-1, проиллюстрированные на фиг. 7, могут быть поверхностью структуры каналов 216 и открытым микроканалом 220-1, содержащимися в любом из примерных вариантов осуществления направляющих элементов 25, включенных в настоящий документ, включая структуру каналов 25, проиллюстрированную на фиг. 1B.
Как описано выше, в некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25 может содержать гидрофильный материал. Обращаясь к фиг. 7, в некоторых примерных вариантах осуществления структура каналов 25 может содержать гидрофильный слой 702 на одном или нескольких из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N. В некоторых примерных вариантах осуществления гидрофильный слой 702 может содержать слой одного или нескольких материалов. Например, гидрофильный слой 702 может содержать полиэтиленгликоль (PEG). Гидрофильный слой 702 может содержать PEG-покрытие на одном или нескольких из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N. В некоторых примерных вариантах осуществления гидрофильный слой 702 может наноситься на одно или несколько из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N в соответствии с одним или несколькими процессами соединения. В некоторых примерных вариантах осуществления процесс плазменной активации может выполняться относительно одного или нескольких из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N посредством плазменной обработки так, что одно или несколько из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N могут быть гидрофильными. Одно или несколько из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N могут сохранять активированное состояние плазмы, если или когда одно или несколько из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N находятся в связи по текучей среде. Плазменная активация посредством плазменной обработки может включать устранение слоев слабой границы из одного или нескольких из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N, сшивание молекул поверхности в одном или нескольких из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N, образование полярных групп в одном или нескольких из поверхности структуры каналов 216 и одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N, некоторое их сочетание или т. п.
В некоторых примерных вариантах осуществления, включая примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 7, гидрофильный слой 702 располагается по меньшей мере как на части поверхности структуры каналов 216, так и одной или нескольких поверхностях 701 открытого микроканала 220-1. Как показано на фиг. 7, гидрофильный слой 702 может иметь первую часть 704-1 слоя, располагающуюся на поверхности структуры каналов 216, и вторую часть 704-2 слоя, которая располагается на одной или нескольких поверхностях 701 микроканала.
Гидрофильный слой 702 на направляющем элементе 25 может обеспечивать направляющему элементу 25 возможность втягивания готового состава для испарения через открытые микроканалы 220-1-220-N на повышенной скорости. Например, гидрофильный слой 702 может улучшить перемещение готового состава для испарения через открытый микроканал 220-1 в результате усиленного капиллярного действия готового состава для испарения через открытый микроканал 220-1.
В некоторых примерных вариантах осуществления первая часть 704-1 слоя может отсутствовать в направляющем элементе 25, таким образом гидрофильный слой 702 ограничивается частью 704-2, расположенной на поверхностях 701 микроканалов и отсутствует на поверхности структуры каналов 216. Первая часть 704-1 слоя может убираться после нанесения гидрофильного слоя 702 как на поверхность структуры каналов 216, так и на поверхности 701 микроканалов. Например, гидрофильный слой 702 может наноситься согласно одному или нескольким различным способам нанесения слоев (покрытие, осаждение и т. д.). Первая часть 704-1 слоя может убираться согласно одному или нескольким способам удаления слоя (например, травление, измельчение и т. д.) таким образом, что вторая часть 704-2 слоя остается.
На фиг. 8 представлен вид в перспективе испарителя в сборе 22 согласно некоторым примерным вариантам осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления испаритель в сборе 22, проиллюстрированный на фиг. 8, может быть испарителем в сборе 22, содержащимся в картридже 70 по фиг. 1A-B.
Обращаясь к фиг. 8, испаритель в сборе 22 может содержать несколько резервуаров 804-1-804-N. Каждый резервуар 804-1-804-N может удерживать разный готовый состав для испарения. Испаритель в сборе 22 может содержать одну или несколько частей 810-1-810-N, каждая из которых разделяет по меньшей мере два резервуара 804-1-804-N.
Как показано на фиг. 8, структура каналов 25 может по меньшей мере частично определять границы каждого из резервуаров 804-1-804-N. Структуры каналов25 могут содержать несколько частей 212-1 поверхности структуры каналов, каждая из которых находится в связи по текучей среде с отдельным резервуаром из резервуаров 804-1-804-N. Как показано на фиг. 8, например, цилиндрическая структура каналов 25 может определять часть боковой границы каждого из резервуаров 804-1-804-N таким образом, что структура каналов 25 содержит несколько отдельных первых частей 212-1 поверхности структуры каналов 216, при этом каждая отдельная первая часть 212-1 поверхности структуры каналов находится в связи по текучей среде с отдельным резервуаром 804.
В некоторых примерных вариантах осуществления, включая примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 8, структура каналов 25 содержит несколько наборов 802-1-802-N открытых микроканалов 220-1-220-N. Каждый отдельный набор 802-1-802-N может содержать по меньшей мере один открытый микроканал из открытых микроканалов 220-1-220-N. Каждый отдельный набор 802-1-802-N из открытых микроканалов проходит через отдельную первую часть 212-1 поверхности структуры каналов. Таким образом, каждый отдельный набор 802-1-802-N открытых микроканалов может находиться по меньшей мере частично в связи по текучей среде с разным резервуаром 804-1-804-N. Таким образом, каждый отдельный набор 802-1-802-N открытых микроканалов может быть выполнен с возможностью втягивания готового состава для испарения из разного резервуара 804-1-804-N.
Если или когда два или более резервуаров 804-1-804-N удерживают разные готовые составы для испарения, отдельные наборы 802-1-802-N открытых микроканалов могут втягивать разные готовые составы для испарения из разных резервуаров 804-1-804-N, соответственно.
Отдельные наборы 802-1-802-N открытых микроканалов могут иметь разные размеры, свойства и т. д. Например, набор 802-1 может содержать определенное количество микроканалов, которые имеют определенную ширину, определенную длину и определенную форму поперечного сечения. В другом примере набор 802-2 может содержать отдельное количество открытых микроканалов в сравнении с открытыми микроканалами, содержащимися в наборе 802-1. Набор 802-2 может содержать один или несколько открытых микроканалов, которые имеют одно или несколько из отдельной ширины, отдельной глубины и отдельной формы поперечного сечения, в сравнении с открытыми микроканалами, включенными в набор 802-1. В другом примере набор 802-1 открытых микроканалов может содержать гидрофильный слой на поверхностях открытых микроканалов, при этом гидрофильный слой может отсутствовать в наборе 802-2 открытых микроканалов.
Отдельные наборы 802-1-802-N открытых микроканалов могут иметь разные размеры, свойства согласно разным готовым составам для испарения, которые могут удерживаться в резервуарах 804-1-804-N, соответственно. В некоторых примерных вариантах осуществления отдельные наборы 802-1-802-N открытых микроканалов могут иметь разные размеры, свойства согласно разным скоростям потоков готового состава для испарения, связанных с отдельными соответствующими резервуарами 804-1-804-N, с которыми отдельные наборы 802-1-802-N открытых микроканалов находятся в связи по текучей среде.
Испаритель в сборе 22 может содержать один или несколько нагревательных элементов 28 (не показаны на фиг. 8), которые могут быть выполнены с возможностью испарения готового состава для испарения, втягиваемого из одного или нескольких резервуаров 804-1-804-N через один или несколько наборов открытых микроканалов 220-1-220-N. В некоторых примерных вариантах осуществления отдельный нагревательный элемент 28 может быть выполнен с возможностью испарения нескольких готовых составов для испарения, втягиваемых из отдельных соответствующих резервуаров 804-1-804-N через отдельные соответствующие наборы 802-1-802-N открытых микроканалов.
На фиг. 9A, фиг. 9B, фиг. 9C и фиг. 9D показаны виды в перспективе испарителей в сборе согласно некоторым примерным вариантам осуществления. В некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько испарителей в сборе 22, проиллюстрированных на фиг. 9A-D, могут быть испарителем в сборе 22, проиллюстрированным в картридже 70 по фиг. 1A-B. Обращаясь к фиг. 9A-D, испаритель в сборе 22 может содержать структуру каналов 25, которая содержит цилиндрический элемент.
Обращаясь к фиг. 9A, испаритель в сборе 22 может содержать нагревательный элемент 28, который содержит поверхностный нагреватель 902. Поверхностный нагреватель 902 может находиться в контакте с по меньшей мере частью поверхности структуры каналов 216 структуры каналов 25. Поверхностный нагреватель 902 в некоторых примерных вариантах осуществления по меньшей мере частично образует корпус части одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N. Таким образом, один или несколько открытых микроканалов могут включать часть закрытого микроканала. Как показано в примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 9A, части закрытых микроканалов открытых микроканалов 220-1-220-N могут быть образованы направляющим элементом 25 и поверхностным нагревателем 902.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 902 по меньшей мере частично заполняет площадь поперечного сечения одного или нескольких открытых микроканалов 220-1-220-N, таким образом устанавливая конечную точку потока готового состава для испарения, который может протекать через один или несколько открытых микроканалов 220-1-220-N. Готовый состав для испарения, который может протекать через открытые микроканалы 220-1-220-N, может протекать, контактируя с поверхностным нагревателем 902.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 902 может включать один или несколько из планарного нагревателя, равноугольного нагревателя, некоторого их сочетания или т. п. В примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 9A, например, поверхностный нагреватель 902 представляет собой равноугольный нагреватель, который окружает часть структуры каналов 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления, включая варианты осуществления, проиллюстрированные на фиг. 9A, нагреватель 902 может по меньшей мере частично быть обернут по окружности цилиндрического структуры каналов 25. Такой нагреватель 902 может проходить вдоль по меньшей мере части длины («L») структуры каналов 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 902 может находиться в контакте с частью внешней окружности цилиндрического структуры каналов 25. Равноугольный планарный поверхностный нагреватель 902 может проходить вдоль определенной части окружности элемента 25. Равноугольный планарный поверхностный нагреватель 902 может содержать элемент нагревателя, расположенный в одной или нескольких конфигурациях. Одна или несколько конфигураций могут включать волнообразную конфигурацию. Волнообразная конфигурация может включать синусоидальную волнообразную конфигурацию элементов нагревателя. Синусоидальные волны, включенные в синусоидальную волнообразную конфигурацию, могут быть разнесены друг от друга на определенное расстояние.
Как показано в примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 9A, поверхностный нагреватель 902 может представлять собой равноугольный кольцеобразный поверхностный нагреватель, который проходит полностью по окружности структуры каналов 25. Равноугольный кольцеобразный поверхностный нагреватель 902 может содержать элемент нагревателя, расположенный в одной или нескольких конфигурациях. Одна или несколько конфигураций могут включать волнообразную конфигурацию. Волнообразная конфигурация может включать синусоидальную волнообразную конфигурацию элементов нагревателя. Синусоидальные волны, включенные в синусоидальную волнообразную конфигурацию, могут быть разнесены друг от друга на определенное расстояние. Равноугольный кольцеобразный поверхностный нагреватель может проходить вдоль определенной части длины «L»структуры каналов 25. В некоторых примерных вариантах осуществления нагреватели представляют собой резистивные нагреватели.
Поверхностный нагреватель, включая равноугольный нагреватель, планарный нагреватель и т. д., может быть гибким нагревателем. Гибкий нагреватель может представлять собой толстопленочный нагреватель, выполненный из одной или нескольких толстых пленок. Гибкий нагреватель может содержать одну или несколько резистивных дорожек, расположенных по схеме резистивных дорожек на субстрате. Субстрат может быть гибким субстратом. Гибкий нагреватель может содержать один или несколько адгезивных слоев, выполненных с возможностью присоединения гибкого нагревателя к поверхности, включая поверхность формирования геля. Адгезивный слой может содержать слой контактного клея (PSA).
Толстопленочный нагреватель может представлять собой печатный толстопленочный нагреватель, в котором схема резистивных дорожек, включенная в толстопленочный нагреватель, представляет собой схему материала пасты, напечатанную на пленочном слое субстрата. Материал пасты может включать резистивную пасту. Пленка может содержать слой PSA, нанесенный на субстрат, на котором печатается паста. Толстопленочный нагреватель может содержать другой слой, нанесенный на субстрат, и слой пасты со слоем PSA. В некоторых примерных вариантах осуществления пленочный слой содержит 0,05-дюймовое толстое термопластиковое или термоотверждающееся полимерное вещество, при этом вещество может иметь теплопроводность, в то же время обеспечивая электрическую изоляцию. Например, пленочный слой может быть выполнен из сложного полиэфира или полиимида. Дополнительный слой PSA может наноситься на внешнюю поверхность толстопленочного нагревателя так, чтобы толстопленочный нагреватель мог присоединяться непосредственно к направляющему элементу 25, тем самым улучшая теплопередачу между нагревателем 902 и направляющим элементом 25. Тепло может передаваться готовому составу для испарения, переносимому по открытым микроканалам 220-1-220-N, за счет проводимости через структуру каналов 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления толстопленочный нагреватель содержит субстрат, созданный из одного или нескольких из сложного полиэфира, полиэтилена, поливинилхлорида, термоотверждаемого покрытия, полиэтиленового нафталина, полиимида, силиконового каучука или некоторых их сочетаний. Толстопленочный нагреватель может содержать слой PSA, созданный из одного или нескольких акриловых материалов или силиконовых материалов. Толстопленочный нагреватель может иметь минимальную ширину, составляющую 6 миллиметров. Толстопленочный нагреватель может иметь диэлектрическую прочность до 1500 В пер. тока. Толстопленочный нагреватель может иметь теплоемкость до 25 ватт на квадратный дюйм. Толстопленочный нагреватель может иметь рабочее напряжение электрической сети до приблизительно 277 В пер. тока или 277 В пост. тока. Толстопленочный нагреватель может иметь общую максимальную рабочую температуру, составляющую приблизительно 482 градуса по Цельсию.
В некоторых примерных вариантах осуществления гибкий нагреватель содержит один или несколько из одностороннего нагревателя, двустороннего нагревателя, многослойного нагревателя, жестко-гибкого нагревателя и некоторого их сочетания. Односторонний нагреватель содержит один слой нагревательного элемента, который может представлять собой резистивную дорожку. Двусторонний нагреватель содержит два слоя нагревательного элемента. Гибкий нагреватель может содержать рельефный нагревательный элемент, при этом рельефный нагревательный элемент имеет переменную толщину в рамках нагревательного элемента. Рельефный нагревательный элемент может иметь части оголенного металла, выступающие из нагревательного элемента. Жестко-гибкий нагреватель содержит по меньшей мере один жесткий слой и по меньшей мере один гибкий слой. Гибкий нагреватель может иметь толщину, составляющую по меньшей мере 0,004 дюйма. Гибкий нагреватель может содержать по меньшей мере две параллельные дорожки, имеющие разные сопротивления. Параллельные дорожки могут активироваться отдельно и выборочно для обеспечения разных скоростей нагревания. Гибкий нагреватель может иметь радиус изгиба, который приблизительно в 10 раз больше толщины гибкого нагревателя. Один или несколько нагревательных элементов в гибком нагревателе могут представлять собой круговые резистивные дорожки. Если гибкий нагреватель содержит несколько слоев параллельных нагревательных элементов, отдельные слои могут иметь конфигурацию с несимметричным расположением, тем самым обеспечивая дополнительную гибкость гибкому нагревателю.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 902 представляет собой твердотельный нагреватель. Твердотельный нагреватель может содержать нагревательный элемент, который представляет собой один или несколько наборов резистивных дорожек. Твердотельный нагреватель может быть керамическим твердотельным нагревателем. Твердотельный нагреватель может быть выполнен из сочетания платины и по меньшей мере одного керамического материала. Твердотельный нагреватель может иметь трехмерную геометрическую структуру нагревательного элемента. Твердотельный нагреватель может содержать несколько отдельных нагревательных элементов. Твердотельный нагреватель может содержать керамический материал на основе нитрида алюминия. Твердотельный нагреватель может содержать керамический материал и одну или несколько внутренних резистивных дорожек. Резистивная дорожка может быть выполнена из вольфрама. Твердотельный нагреватель может содержать керамический материал на основе нитрида алюминия (ALN) и вольфрам. Если твердотельный нагреватель содержит ALN и вольфрам, то вольфрам и ALN могут быть связаны посредством химической связи. Оксидная фаза может представлять собой взаимодиффузию между ALN и вольфрамом.
-6
-4
Твердотельный нагреватель может иметь коэффициент линейного расширения приблизительно 4,3×10 градусов по Цельсию. Твердотельный нагреватель может иметь повреждение постоянного тока, составляющее 14 кВ/мил, модуль Юнга, составляющий приблизительно 322 гигапаскалей, предел прочности при изгибе, составляющий приблизительно 350 мегапаскалей, теплопроводность, составляющую приблизительно 130 ватт на метр-кельвин при 200 градусах по Цельсию, теплопроводность, составляющую приблизительно 180 ватт на метр-кельвин при комнатной температуре, диэлектрические потери, составляющие приблизительно 1,2×10 при комнатной температуре и частоте в 1 МГц, диэлектрическую постоянную, составляющую приблизительно 8,5-8,7 при комнатной температуре и частоте в 1 МГц, и некоторое их сочетание. В некоторых примерных вариантах осуществления планарный нагреватель представляет собой планарный металлический поверхностный нагреватель.
Обращаясь к фиг. 9B, испаритель в сборе 22 может содержать нагревательный элемент 28, который представляет собой спиральный нагреватель 904. Спиральный нагреватель 904 может быть обернут по окружности поверхности структуры каналов 216 структуры каналов 25. Спиральный нагреватель 904 в некоторых примерных вариантах осуществления может содержать определенное количество витков вокруг структуры каналов 25. Спиральный нагреватель 904 может быть размещен на определенном расстоянии от поверхности цилиндрического тела 50. Витки могут быть разнесены на определенное расстояние.
Спиральный нагреватель 904 может содержать проволочную обмотку. Проволочная обмотка может содержать металлическую проволоку. Проволочная обмотка может проходить полностью или частично вдоль длины распределяющей контактной поверхности. Проволочная обмотка может дополнительно проходить полностью или частично по окружности структуры каналов 25. В некоторых примерных вариантах осуществления проволочная обмотка может быть изолирована от прямого контакта с направляющим элементом 25.
Обращаясь к фиг. 9C, испаритель в сборе 22 может содержать нагревательный элемент 28, который содержит индукционный спиральный нагреватель 906. Индукционный спиральный нагреватель 906 может не входить в контакт с поверхностью структуры каналов 216 структуры каналов 25. Индукционный спиральный нагреватель 906 может быть обозначен как изолированный от контакта с поверхностью 216 структуры каналов 25. Индукционный спиральный нагреватель 902 может быть выполнен с возможностью нагревания готового состава для испарения, переносимого по открытым микроканалам 220-1-220-N при температуре, достаточной для испарения готового состава для испарения. Индукционный спиральный нагреватель 906 может иметь определенное количество витков вокруг структуры каналов 25. Витки индукционного спирального нагревателя 906 могут быть размещены на определенном расстоянии 910 от поверхности 216 структуры каналов 25.
Нагревательный элемент 28, содержащий индукционный спиральный нагреватель 906, может быть выполнен для применения индукционного нагревания за счет переноса энергии из первичной катушки (не показано на фиг. 9C) в спиральный нагреватель 906, если спиральный нагреватель 906 представляет собой вторичную катушку.
Обращаясь к фиг. 9D, испаритель в сборе 22 может содержать нагревательный элемент 28, который содержит поверхностный нагреватель 912. Поверхностный нагреватель 912 может быть расположен на конце структуры каналов 25. Как показано в примерных вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 9D, поверхностный нагреватель 912 может представлять собой поверхностный нагреватель, находящийся в контакте с направляющим элементом 25. Поверхностный нагреватель 912 может быть выполнен с возможностью передачи тепла в готовый состав для испарения, переносимый по открытым микроканалам за счет проводимости через структуру каналов 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления, если или когда открытые микроканалы 220-1-220-N проходят до конца структуры каналов 25, поверхностный нагреватель 912 может устанавливать конечную точку открытых микроканалов 220-1-220-N на конце структуры каналов 25. Готовый состав для испарения, втягиваемый в конец структуры каналов 25 через открытые микроканалы 220-1-220-N, может находиться в контакте с одной или несколькими частями поверхностного нагревателя 912. Поверхностный нагреватель 912 может передавать тепло в готовые составы для испарения в результате по меньшей мере частичной проводимости между поверхностным нагревателем 912 и готовым составом для испарения на контактной поверхности между поверхностным нагревателем 912 и готовым составом для испарения на конце структуры каналов 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 912 может представлять собой один или несколько из планарного нагревателя, равноугольного нагревателя, кольцевого нагревателя, некоторого их сочетания и т. д. Поверхностный нагреватель, включая равноугольный нагреватель, планарный нагреватель и т. д., может быть гибким нагревателем. Гибкий нагреватель может представлять собой толстопленочный нагреватель, выполненный из одной или нескольких толстых пленок. Гибкий нагреватель может содержать одну или несколько резистивных дорожек, расположенных по схеме резистивных дорожек на субстрате. Субстрат может быть гибким субстратом. Гибкий нагреватель может содержать один или несколько адгезивных слоев, выполненных с возможностью присоединения гибкого нагревателя к поверхности, включая поверхность формирования геля. Адгезивный слой может содержать слой контактного клея (PSA).
Толстопленочный нагреватель может представлять собой печатный толстопленочный нагреватель, в котором схема резистивных дорожек, включенная в толстопленочный нагреватель, представляет собой схему материала пасты, напечатанную на пленочном слое субстрата. Материал пасты может включать резистивную пасту. Пленка может содержать слой PSA, нанесенный на субстрат, на котором печатается паста. Толстопленочный нагреватель может содержать другой слой, нанесенный на субстрат, и слой пасты со слоем PSA. В некоторых примерных вариантах осуществления пленочный слой содержит 0,05-дюймовое толстое термопластиковое или термоотверждающееся полимерное вещество, при этом вещество может иметь теплопроводность, в то же время обеспечивая электрическую изоляцию. Например, пленочный слой может быть выполнен из сложного полиэфира или полиимида. Дополнительный слой PSA может наноситься на внешнюю поверхность толстопленочного нагревателя так, чтобы толстопленочный нагреватель мог присоединяться непосредственно к направляющему элементу 25, тем самым улучшая теплопередачу между нагревателем 912 и направляющим элементом 25.
В некоторых примерных вариантах осуществления толстопленочный нагреватель содержит субстрат, созданный из одного или нескольких из сложного полиэфира, полиэтилена, поливинилхлорида, термоотверждаемого покрытия, полиэтиленового нафталина, полиимида, силиконового каучука или некоторых их сочетаний. Толстопленочный нагреватель может содержать слой PSA, созданный из одного или нескольких акриловых материалов или силиконовых материалов. Толстопленочный нагреватель может иметь минимальную ширину, составляющую 6 миллиметров. Толстопленочный нагреватель может иметь диэлектрическую прочность до 1500 В пер. тока. Толстопленочный нагреватель может иметь теплоемкость до 25 ватт на квадратные дюймы. Толстопленочный нагреватель может иметь рабочее напряжение электрической сети до приблизительно 277 В пер. тока или 277 В пост. тока. Толстопленочный нагреватель может иметь общую максимальную рабочую температуру, составляющую приблизительно 482 градуса по Цельсию.
В некоторых примерных вариантах осуществления гибкий нагреватель содержит один или несколько из одностороннего нагревателя, двустороннего нагревателя, многослойного нагревателя, жестко-гибкого нагревателя и некоторого их сочетания. Односторонний нагреватель содержит один слой нагревательного элемента, который может представлять собой резистивную дорожку. Двусторонний нагреватель содержит два слоя нагревательного элемента. Гибкий нагреватель может содержать рельефный нагревательный элемент, при этом рельефный нагревательный элемент имеет переменную толщину в рамках нагревательного элемента. Рельефный нагревательный элемент может иметь части оголенного металла, выступающие из нагревательного элемента. Жестко-гибкий нагреватель содержит по меньшей мере один жесткий слой и по меньшей мере один гибкий слой. Гибкий нагреватель может иметь толщину, составляющую по меньшей мере 0,004 дюйма. Гибкий нагреватель может содержать по меньшей мере две параллельные дорожки, имеющие разные сопротивления. Параллельные дорожки могут активироваться отдельно и выборочно для обеспечения разных скоростей нагревания. Гибкий нагреватель может иметь радиус изгиба, который приблизительно в 10 раз больше толщины гибкого нагревателя. Один или несколько нагревательных элементов в гибком нагревателе могут представлять собой круговые резистивные дорожки. Если гибкий нагреватель содержит несколько слоев параллельных нагревательных элементов, отдельные слои могут иметь конфигурацию с несимметричным расположением, тем самым обеспечивая дополнительную гибкость гибкому нагревателю.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 912 представляет собой твердотельный нагреватель. Твердотельный нагреватель может содержать нагревательный элемент, который представляет собой один или несколько наборов резистивных дорожек. Твердотельный нагреватель может быть керамическим твердотельным нагревателем. Твердотельный нагреватель может быть выполнен из сочетания платины и по меньшей мере одного керамического материала. Твердотельный нагреватель может иметь трехмерную геометрическую структуру нагревательного элемента. Твердотельный нагреватель может содержать несколько отдельных нагревательных элементов. Твердотельный нагреватель может содержать керамический материал на основе нитрида алюминия. Твердотельный нагреватель может содержать керамический материал и одну или несколько внутренних резистивных дорожек. Резистивная дорожка может быть выполнена из вольфрама. Твердотельный нагреватель может содержать керамический материал на основе нитрида алюминия (ALN) и вольфрам. Если твердотельный нагреватель содержит ALN и вольфрам, то вольфрам и ALN могут быть связаны посредством химической связи. Оксидная фаза может представлять собой взаимодиффузию между ALN и вольфрамом.
В некоторых примерных вариантах осуществления поверхностный нагреватель 902, 912 может иметь одну или несколько различных форм нагревателя, включая изгибающиеся нагреватели, которые могут входить в контакт с одной или несколькими поверхностями структуры каналов 25.
На фиг. 10 показана блок-схема, иллюстрирующая способ образования пара согласно некоторым примерным вариантам осуществления. Способ может осуществляться испарителем в сборе. Такой испаритель в сборе может включать любой из примерных вариантов осуществления испарителей в сборе 22, включенных в настоящий документ, включая любой из примерных вариантов осуществления испарителей в сборе 22, проиллюстрированных на любой из фиг. 1-9C. Однако варианты осуществления испарителя в сборе, который может осуществлять способ, проиллюстрированный на фиг. 10, не ограничены примерными вариантами осуществления, проиллюстрированными на одной или нескольких фиг. 1-9C.
Как описано выше, испаритель в сборе содержит резервуар, который удерживает готовый состав для испарения, структуру каналов, выполненную с возможностью втягивания готового состава для испарения из резервуара через один или несколько открытых микроканалов, и нагревательный элемент.
На этапе 1002 испаритель в сборе втягивает готовый состав для испарения из резервуара в результате капиллярного действия готового состава для испарения через один или несколько микроканалов структуры каналов. Структура каналов содержит поверхность структуры каналов с первой и второй частями. Первая часть поверхности структуры каналов находится в связи по текучей среде с внутренней частью резервуара, а вторая часть поверхности структуры каналов является внешней по отношению к резервуару. Поверхность структуры каналов содержит один или несколько открытых микроканалов, проходящих между первой и второй частями поверхности структуры каналов так, что части открытых микроканалов, проходящие через первую часть поверхности структуры каналов, находятся в связи по текучей среде с внутренней частью резервуара. Части открытых микроканалов, проходящие через первую часть поверхности структуры каналов, могут размещать готовый состав для испарения из внутренней части резервуара. Открытые микроканалы могут втягивать готовый состав для испарения из внутренней части резервуара в результате втягивания готового состава для испарения через открытые микроканалы из первой части поверхности структуры каналов во вторую часть поверхности структуры каналов.
На этапе 1004 испаритель в сборе переносит готовый состав для испарения в нагревательный элемент. Как описано выше, открытые микроканалы, проходящие между первой и второй частями поверхности структуры каналов, могут переносить готовый состав для испарения из резервуара. Открытые микроканалы могут переносить готовый состав для испарения на по меньшей мере определенное близкое расстояние к нагревательному элементу, таким образом готовый состав для испарения в открытых микроканалах может принимать достаточное количество тепла, сгенерированного нагревательным элементом, для испарения. В некоторых примерных вариантах осуществления один или несколько нагревательных элементов могут присоединяться к открытым микроканалам. Открытые микроканалы могут переносить готовый состав для испарения для физического контакта с одним или несколькими нагревательными элементами.
На этапе 1006 испаритель в сборе испаряет готовый состав для испарения, переносимый открытыми микроканалами во вторую часть поверхности структуры каналов. Такое испарение может включать генерирование тепла нагревательным элементом таким образом, что готовый состав для испарения, переносимый во вторую часть поверхности структуры каналов, нагревается нагревательным элементом и по меньшей мере частично испаряется. Пар может выпускаться из открытых микроканалов.
Хотя в настоящем документе раскрыт ряд примерных вариантов осуществления, следует понимать, что возможны и другие вариации. Такие варианты не должны рассматриваться как выходящие за рамки объема настоящего изобретения, и все подобные модификации, как будет очевидно специалистам в данной области техники, предназначены для включения в объем нижеследующей формулы изобретения.