СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СО СКРЫТЫМ ВЕНТИЛЯЦИОННЫМ ПОТОКОМ ВОЗДУХА
AEROSOL GENERATING SYSTEM WITH HIDDEN VENTILATION AIR FLOW

Настоящее изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж в сборе и выполненной с возможностью протекания вентиляционного потока воздуха в картридж в сборе. Особенно предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей источник никотина и источник кислоты, для генерирования аэрозоля in situ, содержащего частицы соли никотина.
Известны устройства для генерирования и доставки аэрозолей пользователю, в том числе устройства для доставки никотина пользователю. Известные системы для доставки аэрозолей пользователю могут содержать одно или более впускных отверстий для введения вентиляционного воздуха в устройство. В этом контексте вентиляционный воздух представляет собой поток воздуха, который проходит через систему таким образом, что обходит генерирующую аэрозоль секцию системы. Следовательно, вентиляционный воздух разбавляет основной поток воздуха, содержащий генерируемый аэрозоль, для обеспечения желаемой концентрации аэрозоля для пользователя.
Однако, как правило, известные устройства содержат впускные отверстия для вентиляционного воздуха без учета влияния вентиляционного воздуха на качество аэрозоля, доставляемого пользователю, и на то, как расположение впускных отверстий для вентиляционного воздуха может повлиять на удобство использования устройства. Было бы желательно предоставить систему, генерирующую аэрозоль, которая устраняет по меньшей мере эти недостатки известных устройств.
Согласно настоящему изобретению предлагается система, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж в сборе и устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж в сборе содержит картридж, имеющий расположенный выше по потоку конец и расположенный ниже по потоку конец. Картридж содержит первое отделение, имеющее первое впускное отверстие для воздуха на расположенном выше по потоку конце картриджа и первое выпускное отверстие для воздуха на расположенном ниже по потоку конце картриджа. Картридж также содержит второе отделение, имеющее второе впускное отверстие для воздуха на расположенном выше по потоку конце картриджа и второе выпускное отверстие для воздуха на расположенном ниже по потоку конце картриджа. Картридж в сборе дополнительно содержит мундштук, соединенный с картриджем, при этом мундштук содержит выпускное отверстие для воздуха мундштука. Картридж в сборе также содержит смесительную камеру, проходящую между расположенным ниже по потоку концом картриджа и выпускным отверстием для воздуха мундштука, и впускное отверстие для вентиляционного воздуха, расположенное ниже по потоку относительно картриджа и обеспечивающее сообщение по текучей среде между наружной относительно картриджа в сборе средой и смесительной камерой. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит корпус, ограничивающий полость устройства для размещения расположенного выше по потоку конца картриджа в сборе, и электрический нагреватель для нагрева картриджа, когда картридж в сборе размещен в полости устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит блок питания и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электропитания с блока питания на электрический нагреватель. Система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что при размещении расположенного выше по потоку конца картриджа в сборе в полости устройства впускное отверстие для вентиляционного воздуха расположено в полости устройства и часть внутренней поверхности полости устройства, покрывающая впускное отверстие для вентиляционного воздуха, находится на расстоянии от картриджа в сборе.
В контексте данного документа термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к направлению потока воздуха через картридж в сборе или компоненты картриджа в сборе во время использования системы, генерирующей аэрозоль. То есть, как правило, воздух течет от расположенного выше по потоку конца к расположенному ниже по потоку концу.
Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат впускное отверстие для вентиляционного воздуха в картридже в сборе, расположенное ниже по потоку относительно картриджа, при этом впускное отверстие для вентиляционного воздуха расположено в полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства, и при этом часть внутренней поверхности полости устройства находится на расстоянии от впускного отверстия для вентиляционного воздуха. Авторы настоящего изобретения установили, что эта конфигурация является особенно преимущественной по сравнению с известными системами, генерирующими аэрозоль.
Во-первых, расположение впускного отверстия для вентиляционного воздуха ниже по потоку относительно картриджа по сути исключает контакт между вентиляционным воздухом и картриджем, который нагревается во время использования. Преимущественно это снижает температуру вентиляционного воздуха по сравнению с известными системами, в которых вентиляционный воздух поступает в систему выше по потоку относительно картриджа или рядом с картриджем и протекает по наружной поверхности картриджа перед тем, как смешиваться с основным потоком воздуха ниже по потоку. Снижение температуры вентиляционного воздуха может снизить общую температуру аэрозоля, доставляемого пользователю, что может улучшить впечатления пользователя. Снижение температуры вентиляционного воздуха может способствовать повышению температуры нагрева картриджа при сохранении общей температуры аэрозоля, доставляемого пользователю.
Во-вторых, система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что впускное отверстие для вентиляционного воздуха расположено в полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа размещен в полости устройства, и может по существу предотвращать закрывание пользователем впускного отверстия для вентиляционного воздуха, в сравнении с известными системами, в которых впускное отверстие для вентиляционного воздуха расположено на части картриджа или картриджа в сборе, которая может быть непреднамеренно покрыта ртом пользователя во время использования системы, генерирующей аэрозоль.
Предпочтительно впускное отверстие для вентиляционного воздуха расположено в расположенной ниже по потоку половине полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства.
Преимущественно размещение впускного отверстия для вентиляционного воздуха в расположенной ниже по потоку половине полости устройства может способствовать разнесению впускного отверстия для вентиляционного воздуха от расположенного ниже по потоку конца картриджа, что может сводить к минимуму температуру вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру через впускное отверстие для вентиляционного воздуха.
Преимущественно расположение впускного отверстия для вентиляционного воздуха в расположенной ниже по потоку половине полости устройства может способствовать увеличению длины картриджа, при этом сохраняя впускное отверстия для вентиляционного воздуха ниже по потоку относительно картриджа. Это может способствовать увеличению длины первого и второго отделений, что может увеличить емкость первого и второго отделений для хранения одного или более субстратов, образующих аэрозоль, как дополнительно описано в настоящем документе.
Полость устройства может иметь максимальную длину, проходящую между расположенным выше по потоку концом полости устройства и расположенным ниже по потоку концом полости устройства. Предпочтительно расстояние между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и расположенным ниже по потоку концом полости устройства составляет менее 50 процентов максимальной длины полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства. Предпочтительно расстояние между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и расположенным ниже по потоку концом полости устройства составляет менее 40 процентов максимальной длины полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства. Предпочтительно расстояние между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и расположенным ниже по потоку концом полости устройства составляет менее 30 процентов максимальной длины полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства. Предпочтительно расстояние между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и расположенным ниже по потоку концом полости устройства составляет менее 25 процентов максимальной длины полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства. Предпочтительно расстояние между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и расположенным ниже по потоку концом полости устройства составляет менее 20 процентов максимальной длины полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства. Предпочтительно расстояние между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и расположенным ниже по потоку концом полости устройства составляет менее 10 процентов максимальной длины полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства.
Предпочтительно впускное отверстие для вентиляционного воздуха образовано мундштуком. Мундштук может содержать корпус мундштука, по меньшей мере частично образующий смесительную камеру, при этом впускное отверстие для вентиляционного воздуха проходит через корпус мундштука. Предпочтительно корпус мундштука образует выпускное отверстие для воздуха мундштука.
Картридж в сборе может содержать держатель картриджа, причем по меньшей мере часть картриджа расположена в держателе картриджа, и при этом по меньшей мере часть держателя картриджа расположена в мундштуке.
Преимущественно держатель картриджа может уменьшить теплопроводную теплопередачу от картриджа к мундштуку во время использования системы, генерирующей аэрозоль. Это может дополнительно снизить или минимизировать температуру вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру через впускное отверстие для вентиляционного воздуха.
Держатель картриджа может иметь трубчатую форму. Предпочтительно по меньшей мере расположенный ниже по потоку конец картриджа расположен в держателе картриджа. Предпочтительно по меньшей мере расположенный ниже по потоку конец держателя картриджа расположен в мундштуке. Предпочтительно трубчатый держатель картриджа содержит открытый расположенный выше по потоку конец, через который картридж вставляется в трубчатый держатель картриджа во время изготовления картриджа в сборе. Предпочтительно трубчатый держатель картриджа содержит открытый расположенный ниже по потоку конец для обеспечения сообщения по текучей среде между первым и вторым выпускными отверстиями для воздуха картриджа и смесительной камеры.
Расположенный ниже по потоку конец держателя картриджа может быть расположен выше по потоку относительно впускного отверстия для вентиляционного воздуха. Преимущественно это может устранить необходимость в одном или более отверстиях в держателе картриджа для обеспечения сообщения по текучей среде между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и смесительной камерой.
Часть держателя картриджа может покрывать часть корпуса мундштука, содержащую впускное отверстие для вентиляционного воздуха, при этом держатель картриджа содержит отверстие для вентиляционного воздуха, расположенное под впускным отверстием для вентиляционного воздуха, для обеспечения сообщения по текучей среде между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и смесительной камерой. Преимущественно эта конфигурация может увеличивать или максимизировать перекрытие между держателем картриджа и мундштуком, что может способствовать скреплению вместе мундштука и держателя картриджа.
Картридж в сборе может содержать одно впускное отверстие для вентиляционного воздуха. Картридж в сборе может содержать множество впускных отверстий для вентиляционного воздуха. Специалист может выбрать количество впускных отверстий для вентиляционного воздуха так, чтобы обеспечить желаемый поток вентиляционного воздуха в смесительную камеру во время использования системы, генерирующей аэрозоль.
Предпочтительно первое отделение содержит первый субстрат, образующий аэрозоль, и второе отделение содержит второй субстрат, образующий аэрозоль.
Предпочтительно первое отделение содержит источник никотина, а второе отделение содержит источник кислоты. Как описано в данном документе, конфигурация систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению может способствовать снижению температуры вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру. Авторы настоящего изобретения установили, что это дает особые преимущества в вариантах осуществления, в которых картридж содержит источник никотина и источник кислоты, причем пары никотина и кислоты смешиваются в смесительной камере с образованием частиц соли никотина для доставки пользователю. В частности, авторы настоящего изобретения установили, что снижение температуры вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру, уменьшает средний размер частиц соли никотина, образующихся в смесительной камере, что преимущественно снижает резкость аэрозоля, ощущаемую пользователем. В частности, смешивание вентиляционного воздуха, поступающего в смесительную камеру при температуре ниже 50 градусов Цельсия, с парами никотина и кислоты, поступающими в смесительную камеру при температуре приблизительно 80 градусов Цельсия, приводит к значительному уменьшению частиц соли никотина, имеющих диаметр более 2 микрометров, что дает снижение ощущаемой резкости.
Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 50 миллиграмм. Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 40 миллиграмм. Предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм. Более предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 6 миллиграмм до приблизительно 20 миллиграмм никотина. Наиболее предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 18 миллиграмм.
Первый несущий материал может быть пропитан жидким никотином или раствором никотина в водном или неводном растворителе.
Первый несущий материал может быть пропитан натуральным никотином или синтетическим никотином.
Источник кислоты может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту.
Предпочтительно источник кислоты содержит органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа-кетокислоту, или 2-оксокислоту, или молочную кислоту.
Преимущественно источник кислоты содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, молочной кислоты и их комбинаций. Преимущественно источник кислоты содержит пировиноградную кислоту или молочную кислоту. Более преимущественно источник кислоты содержит молочную кислоту.
Преимущественно источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный кислотой.
Первый несущий материал и второй несущий материал могут быть одинаковыми или разными.
Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют плотность от приблизительно 0,1 грамм/кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамм/кубический сантиметр.
Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют пористость от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.
Первый несущий материал и второй несущий материал могут содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлозу, керамику, нержавеющую сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX.
Первый несущий материал выступает в качестве резервуара для никотина.
Преимущественно первый несущий материал химически инертен по отношению к никотину.
Первый несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, первый несущий материал может иметь форму листа или штранга.
Преимущественно форма и размер первого несущего материала аналогичны форме и размеру первого отделения картриджа.
Форма, размер, плотность и пористость первого несущего материала могут быть выбраны такими, что позволяют пропитывать первый несущий материал необходимым количеством никотина.
Преимущественно первое отделение картриджа может дополнительно содержать ароматизатор. Подходящие ароматизаторы включают, помимо прочего, ментол.
Преимущественно первый несущий материал может быть пропитан ароматизатором в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 12 миллиграмм.
Второй несущий материал выступает в качестве резервуара для кислоты.
Преимущественно второй несущий материал химически инертен по отношению к кислоте.
Второй несущий материал может иметь любые подходящие форму и размер. Например, второй несущий материал может иметь форму листа или штранга.
Преимущественно форма и размер второго несущего материала аналогичны форме и размеру второго отделения картриджа.
Форма, размер, плотность и пористость второго несущего материала могут быть выбраны такими, что позволяют пропитывать второй несущий материал необходимым количеством кислоты.
Преимущественно источником кислоты является источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 2 миллиграмм до приблизительно 60 миллиграмм.
Предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 5 миллиграмм до приблизительно 50 миллиграмм. Более предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 40 миллиграмм. Наиболее предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 10 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм.
Форма и размеры первого отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества никотина в картридже.
Форма и размеры второго отделения картриджа могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать размещение необходимого количества кислоты в картридже.
Соотношение никотина и кислоты, необходимое для достижения соответствующей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать путем изменения объема первого отделения по отношению к объему второго отделения.
Каждое из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий. Например, каждое из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.
Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа и второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа могут содержать одинаковое или разное количество отверстий.
Преимущественно каждое из первого впускного отверстия для воздуха и второго впускного отверстия для воздуха содержит несколько отверстий. Например, каждое из первого впускного отверстия для воздуха и второго впускного отверстия для воздуха может содержать два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.
Обеспечение первого впускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, и второго впускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, может преимущественно привести к более однородному потоку воздуха в первом отделении и втором отделении соответственно. При применении это может улучшать захват никотина в воздушный поток, втягиваемый через первое отделение, и улучшать захват кислоты в воздушный поток, втягиваемый через второе отделение.
Соотношение никотина и кислоты, необходимое для достижения подходящей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать, изменяя объемный расход воздуха через первое отделение относительно объемного расхода воздуха через второе отделение. Отношение объемного расхода воздуха через первое отделение к объемному расходу воздуха через второе отделение можно контролировать, изменяя одно или более из количества, размеров и местоположения отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха первого отделения, относительно количества, размеров и местоположения отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха второго отделения.
В вариантах осуществления, где источник кислоты содержит молочную кислоту, предпочтительно поперечное сечение потока второго впускного отверстия для воздуха второго отделения больше, чем поперечное сечение потока первого впускного отверстия для воздуха первого отделения.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «поперечное сечение потока» используется для описания площади поперечного сечения впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха, через которые воздух проходит во время использования. В вариантах осуществления, в которых впускное отверстие для воздуха или выпускное отверстие для воздуха содержит несколько отверстий, площадь поперечного сечения потока впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха представляет собой суммарную площадь поперечного сечения потока впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха и равняется сумме площадей поперечных сечений потока каждого из нескольких отверстий, образующих впускное отверстие для воздуха или выпускное отверстие для воздуха. В вариантах осуществления, в которых площадь поперечного сечения впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха меняется в направлении потока воздуха, площадь поперечного сечения потока впускного отверстия для воздуха или выпускного отверстия для воздуха представляет собой минимальную площадь поперечного сечения в направлении потока воздуха.
Каждое из первого выпускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго выпускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий. Например, каждое из первого выпускного отверстия для воздуха и второго выпускного отверстия для воздуха может содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.
Первое выпускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха могут содержать одинаковое или разное число отверстий.
Преимущественно каждое из первого выпускного отверстия для воздуха и второго выпускного отверстия для воздуха может содержать несколько отверстий. Например, каждое из первого выпускного отверстия для воздуха и второго выпускного отверстия для воздуха может содержать два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий. Обеспечение первого выпускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, и второго выпускного отверстия для воздуха, содержащего несколько отверстий, может преимущественно привести к более однородному потоку воздуха в первом отделении и втором отделении соответственно. При применении это может улучшать захват никотина в воздушный поток, втягиваемый через первое отделение, и улучшать захват кислоты в воздушный поток, втягиваемый через второе отделение.
В вариантах осуществления, в которых первое выпускное отверстие для воздуха содержит несколько отверстий, предпочтительно первое выпускное отверстие для воздуха содержит от 2 до 5 отверстий.
В вариантах осуществления, в которых второе выпускное отверстие для воздуха содержит несколько отверстий, предпочтительно второе выпускное отверстие для воздуха содержит от 3 до 7 отверстий.
Преимущественно каждое из первого выпускного отверстия для воздуха и второго выпускного отверстия для воздуха может содержать одно отверстие, что может преимущественно упростить изготовление картриджа.
Соотношение никотина и кислоты, необходимое для достижения подходящей стехиометрии реакции, можно регулировать и уравновешивать, изменяя объемный расход воздуха через первое отделение относительно объемного расхода воздуха через второе отделение. Отношение объемного расхода воздуха через первое отделение к объемному расходу воздуха через второе отделение можно регулировать, изменяя одно или более из количества, размеров и местоположения отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха, относительно количества, размеров и местоположения отверстий, образующих второй выпускное отверстие для воздуха.
Площадь поперченного сечения потока первого выпускного отверстия для воздуха может быть такой же или отличаться от площади поперечного сечения потока второго выпускного отверстия для воздуха.
Площадь поперченного сечения потока второго выпускного отверстия для воздуха может быть больше, чем площадь поперченного сечения потока первого выпускного отверстия для воздуха.
Увеличение площади поперечного сечения потока второго выпускного отверстия для воздуха относительно площади поперечного сечения потока первого выпускного отверстия для воздуха может предпочтительно увеличить объемный расход воздуха через второе выпускное отверстие для воздуха по сравнению с объемным расходом воздуха через первое выпускное отверстие для воздуха.
Картридж в сборе может содержать одно или более средств, модифицирующих аэрозоль, размещенных в мундштуке. Например, мундштук может содержать один или более сорбентов, один или более ароматизаторов, одно или более химически воспринимаемых средств или их комбинацию.
Картридж, мундштук и держатель картриджа, при наличии, могут быть выполнены из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, помимо прочего, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовым волокном или стекловолокном.
Картридж, мундштук и держатель картриджа, при наличии, могут быть выполнены из одинаковых или разных материалов.
Картридж может быть образован из одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину и стойкими к кислоте.
Первое отделение может быть покрыто одним или более стойкими к никотину материалами, и второе отделение может быть покрыто одним или более стойкими к кислоте материалами.
Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к кислоте, включают, помимо прочего, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.
Использование одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину, может преимущественно увеличивать срок хранения картриджа в сборе.
Использование одного или более материалов, которые являются стойкими к кислоте, может преимущественно увеличивать срок хранения картриджа в сборе.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, по меньшей мере частично образует по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха системы, причем указанное по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха системы обеспечивает связь по текучей среде между наружной относительно системы, генерирующей аэрозоль, средой и каждым из первого впускного отверстия для воздуха, второго впускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для вентиляционного воздуха. Расположенный ниже по потоку конец полости устройства может по меньшей мере частично образовывать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха системы. Иначе говоря, система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена таким образом, что воздух поступает в систему, генерирующую аэрозоль, через расположенный ниже по потоку конец полости устройства во время использования. По меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха системы может быть образовано зазором между картриджем в сборе и расположенным ниже по потоку концом полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства.
По меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха системы может включать общее впускное отверстие для воздуха системы, обеспечивающее связь по текучей среде между наружной относительно системы, генерирующей аэрозоль, средой и каждым из первого впускного отверстия для воздуха, второго впускного отверстия для воздуха и впускного отверстия для вентиляционного воздуха. Часть картриджа в сборе может быть расположена на расстоянии от внутренней поверхности полости устройства, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства, с образованием общего впускного отверстия для воздуха системы.
Указанное по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха системы может включать первое впускное отверстие для воздуха системы, обеспечивающее связь по текучей среде между наружной относительно системы, генерирующей аэрозоль, средой и впускным отверстием для вентиляционного воздуха, и второе впускное отверстие для воздуха системы, обеспечивающее связь по текучей среде между наружной относительной системы, генерирующей аэрозоль, средой и каждым из первого впускного отверстия для воздуха и второго впускного отверстия для воздуха. Зазор между впускным отверстием для вентиляционного воздуха и частью внутренней поверхности полости устройства, покрывающей впускное отверстие для вентиляционного воздуха, может образовывать первое впускное отверстие для воздуха системы. Второе впускное отверстие для воздуха системы может включать отверстие, проходящее через корпус устройства и находящееся в связи по текучей среде с расположенным выше по потоку концом полости устройства.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что во время использования электрический нагреватель нагревает первое отделение и второе отделение до температуры приблизительно от 60 градусов Цельсия до приблизительно 100 градусов Цельсия, более предпочтительно приблизительно от 70 градусов Цельсия до приблизительно 90 градусов Цельсия, наиболее предпочтительно приблизительно 80 градусов Цельсия.
Предпочтительно система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что во время использования вентиляционный воздух поступает в смесительную камеру через впускное отверстие для вентиляционного воздуха при температуре менее приблизительно 50 градусов Цельсия.
Электрический нагреватель может содержать резистивный нагреватель. Резистивный нагреватель может проходить в полость устройства из расположенного выше по потоку конца полости устройства. Предпочтительно картридж содержит третье отделение, расположенное между первым отделением и вторым отделением, причем третье отделение выполнено с возможностью размещения резистивного нагревателя, когда расположенный выше по потоку конец картриджа в сборе размещен в полости устройства. Во время использования контроллер управляет подачей электропитания от блока питания к резистивному нагревателю для нагрева первого отделения и второго отделения.
Электрический нагреватель может содержать индукционный нагревательный элемент. Предпочтительно картридж содержит третье отделение, расположенное между первым отделением и вторым отделением, причем картридж содержит материал токоприемника, расположенный в третьем отделении. Во время использования контроллер управляет подачей электропитания из блока питания к индукционному нагревательному элементу для индукционного нагрева материала токоприемника, который затем нагревает первое отделение и второе отделение.
Индукционный нагревательный элемент может содержать по меньшей мере одну индукционную катушку, проходящую вокруг по меньшей мере части полости устройства. Индукционная катушка может проходить полностью вокруг полости устройства. Индукционная катушка может быть намотана вокруг полости устройства в виде множества витков.
Индукционный нагревательный элемент может содержать по меньшей мере одну планарную индукционную катушку. Предпочтительно каждая планарная индукционная катушка включает плоскую спиральную индукционную катушку.
В контексте настоящего документа «плоская спиральная индукционная катушка» означает катушку, которая является в целом планарной, при этом ось наматывания катушки перпендикулярна поверхности, в которой лежит катушка. В некоторых вариантах осуществления плоская спиральная катушка может быть планарной в том смысле, что она лежит в плоской евклидовой плоскости. Однако термин «плоская спиральная индукционная катушка» в контексте настоящего документа охватывает катушки, которые имеют такую форму, чтобы соответствовать изогнутой плоскости или другой трехмерной поверхности. Например, плоская спиральная катушка может иметь такую форму, чтобы соответствовать цилиндрическому корпусу или полости устройства. В этом случае можно говорить, что плоская спиральная катушка является планарной, но соответствующей цилиндрической плоскости, причем ось наматывания катушки является перпендикулярной цилиндрической плоскости в центре катушки. Если плоская спиральная катушка соответствует цилиндрической плоскости или плоскости, отличной от евклидовой плоскости, предпочтительно плоская спиральная катушка лежит в плоскости, имеющей радиус кривизны в области плоской спиральной катушки больше, чем диаметр плоской спиральной катушки.
В вариантах осуществления, в которых картридж содержит третье отделение, предпочтительно третье отделение имеет открытый расположенный выше по потоку конец и закрытый расположенный ниже по потоку конец.
Блок питания может представлять собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Альтернативно блок питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан вид в поперечном разрезе картриджа в сборе системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж в сборе, представленный на фиг. 1.
На фиг. 1 показан картридж 10 в сборе системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Картридж 10 в сборе содержит картридж 12, ограничивающий первое отделение 14, содержащее первый субстрат 16, образующий аэрозоль, и второе отделение 18, содержащее второй субстрат 20, образующий аэрозоль. Первый субстрат 16, образующий аэрозоль, содержит источник никотина, а второй субстрат 20, образующий аэрозоль, содержит источник кислоты. Первое отделение 14 содержит первое впускное отверстие 22 для воздуха на расположенном выше по потоку конце 23 картриджа 12 и первое выпускное отверстие 24 для воздуха на расположенном ниже по потоку конце 25 картриджа 12. Второе отделение 18 содержит второе впускное отверстие 26 для воздуха и второе выпускное отверстие 28 для воздуха.
Картридж 12 также ограничивает третье отделение 30, расположенное между первым и вторым отделениями 14, 18. Третье отделение 30 открыто на своем расположенном выше по потоку конце и закрыто на своем расположенном ниже по потоку конце.
Картридж 10 в сборе дополнительно содержит держатель 32 картриджа, в котором расположенный ниже по потоку конец картриджа 12 размещен посредством посадки с натягом. Картридж 10 в сборе также содержит мундштук 34, в котором расположенный ниже по потоку конец держателя 32 картриджа размещен посредством посадки с натягом.
Мундштук 34 содержит корпус 36 мундштука, определяющий множество впускных отверстий 38 для вентиляционного воздуха и выпускное отверстие 40 для воздуха мундштука. Между расположенным ниже по потоку концом 25 картриджа 12 и выпускным отверстием 40 для воздуха мундштука образована смесительная камера 42, при этом впускные отверстия 38 для вентиляционного воздуха находятся в связи по текучей среде со смесительной камерой 42.
На фиг. 2 показана система 50, генерирующая аэрозоль, содержащая картридж 10 в сборе и устройство 52, генерирующее аэрозоль. Устройство 52, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 54 устройства, образующий полость 56 устройства для размещения расположенного выше по потоку конца картриджа 10 в сборе, как показано на фиг. 2. Система 50, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что при размещении расположенного выше по потоку конца картриджа 10 в сборе в полости 56 устройства впускные отверстия 38 для вентиляционного воздуха расположены в полости 56 устройства и часть внутренней поверхности 58 полости 56 устройства, покрывающая впускные отверстия 38 для вентиляционного воздуха, находится на расстоянии от картриджа 10 в сборе, позволяя вентиляционному воздуху поступать во впускное отверстие 38 для вентиляционного воздуха через полость 56 устройства. Преимущественно размещение впускных отверстий 38 для вентиляционного воздуха в полости 56 устройства может по существу предотвращать заграждение ртом пользователя впускных отверстий 38 для вентиляционного воздуха во время использования системы 50, генерирующей аэрозоль.
Устройство 52, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит впускное отверстие 59 для воздуха системы, позволяющее основному воздуху входить в расположенный выше по потоку конец полости 56 устройства, где он входит в первое и второе отделения 14, 18 через первое и второе впускные отверстия 22, 26 для воздуха.
Устройство 52, генерирующее аэрозоль, также содержит электрический нагреватель 60, блок 62 питания и контроллер 64 для управления подачей электропитания из блока 62 питания на электрический нагреватель 60. Электрический нагреватель 60 представляет собой резистивный нагреватель, проходящий в полость 56 устройства на расположенном выше по потоку конце полости 56 устройства. Блок 62 питания представляет собой перезаряжаемую батарею. Когда расположенный выше по потоку конец картриджа 10 в сборе размещен в полости 56 устройства, электрический нагреватель 60 размещается в третьем отделении 30.
Во время использования системы 50, генерирующей аэрозоль, контроллер 64 управляет подачей электропитания из блока 62 питания на электрический нагреватель 60 для подачи электрической энергии на электрический нагреватель 60. Электрический нагреватель 60 нагревает первый и второй субстраты 16, 20, образующие аэрозоль.
Когда пользователь делает затяжку через мундштук 34, основной воздух втягивается в расположенный выше по потоку конец полости 56 устройства. Основной воздух поступает в первое и второе отделения 14, 18 через первое и второе впускные отверстия 22, 26 для воздуха. По мере прохождения основного воздуха через первое и второе отделения 14, 18 пары никотина и пары кислоты из первого и второго субстратов 16, 20, образующих аэрозоль, захватываются в основной воздух. Основной воздух, содержащий пары никотина и пары кислоты, поступает в смесительную камеру 42 на расположенном ниже по потоку конце картриджа 12, где пары никотина и пары кислоты реагируют с образованием частиц соли никотина.
Когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 34, вентиляционный воздух также поступает в систему 50, генерирующую аэрозоль. В частности, вентиляционный воздух поступает в смесительную камеру 42 через расположенный ниже по потоку конец полости 56 устройства и впускные отверстия 38 для вентиляционного воздуха. Держатель 32 картриджа изолирует мундштук 34 от нагретого картриджа 12 таким образом, что вентиляционный воздух, поступающий в смесительную камеру 42, имеет значительно более низкую температуру, чем пары никотина и пары кислоты, поступающие в смесительную камеру 42 из картриджа 12.
В смесительной камере 42 вентиляционный воздух смешивается с частицами соли никотина, образованными из паров никотина и паров кислоты, с образованием аэрозоля для доставки пользователю. Аэрозоль выходит из смесительной камеры 42 через выпускное отверстие 40 для воздуха мундштука.