ЭЛЕКТРОННОЕ КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ
ELECTRONIC SMOKING ARTICLE

Область техники
Предлагается электронное курительное изделие (электронная сигарета, электронная сигара и т.п.), которое включает в себя нагревательный элемент, который испаряет жидкий материал для создания аэрозоли или «пара». Нагревательный элемент предпочтительно содержит резистивную нагревательную катушку с фитилем, который проходит через нее и опущен в емкость подачи жидкости.
Электронное курительное изделие предпочтительно включает в себя разламываемое соединение, например, картриджную (катодную) соединительную деталь, выполненную с возможностью предотвращения случайного оголения волокнистого носителя и фитильного материала, содержащего никотиновый раствор и/или иную жидкость, в случае непреднамеренного разлома курительного изделия. Для того чтобы разлом предпочтительно происходил по ходу перед емкостью подачи жидкости, нагревателем и фитилем, разламываемое соединение может содержать соединительную деталь с ослабленным участком, который вызывает разлом соединительной детали в случае воздействия на курительное изделие изгибающего усилия, превышающего пороговое разрушающее усилие. Предпочтительно соединительная деталь является разъемом картриджа (катода) с имеющейся у него кольцевой, окружной выемкой, позволяющей увеличивать механическое напряжение рядом с ним для того, чтобы разлом картриджной соединительной детали происходил в районе кольцевой выемки.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид сверху, в плане электронного курительного изделия по первому варианту осуществления.
На фиг. 2 показан вид сбоку, в сечении электронного курительного изделия по фиг. 1.
На фиг. 3A показан вид сбоку рассмотренной выше соединительной детали, а на фиг. 3В показан вид сбоку первой секции электронного курительного изделия, соединенного со второй секцией электронного курительного изделия при помощи катодной соединительной детали по фиг. 3A.
На фиг. 4 показан вид сбоку катодной соединительной детали по фиг. 3A, повернутой на 90 градусов.
На фиг. 5 показан вид в сечении катодной соединительной детали по фигурам 3A и 4.
На фиг. 6 показана соединительная деталь по фиг. 3A в разломленном положении.
На фиг. 7 показано электронное курительное изделие по фиг. 3A после разлома соединительной детали.
На фиг. 8 показана соединительная деталь по второму варианту осуществления.
На фиг. 9 показано электронное курительное изделие из известного уровня техники после разлома.
На фиг. 10 показан вид сбоку соединительной детали, поясняющий особенности усовершенствованного воздушного впускного отверстия.
На фиг. 11 показан вид в перспективе электронного курительного изделия, содержащего воздушное впускное отверстие по фиг. 10.
Подробное описание изобретения
Электронное курительное изделие может включать в себя две секции, сопряженные между собой при помощи резьбового соединения. В некоторых случаях, при непредумышленном сгибании, электронное курительное устройство может разламываться. Как показано на фиг. 9, при разломе, у электронных курительных изделий 600 из известного уровня техники обычно происходил разлом гильзы по ходу после резьбового соединения, в результате чего электрические провода 610, волокнистый носитель 621 и жидкий материал выходят из электронного курительного изделия 600.
Как будет рассмотрено далее, электронное курительное изделие включает в себя усовершенствованное разламываемое соединение, которые разламывается в районе ослабленного участка соединения таким образом, чтобы не допустить случайного выхода жидкого материала, волокнистого носителя и/или электрических проводов из разломленного электронного курительного изделия. Поэтому, если электронное курительное изделие, содержащее разламываемое соединение, согнуть сверх порогового разрушающего усилия, то разламываемое соединение разломится в районе ослабленного участка разъема картриджа и/или часть разъема останется внутри картриджа с жидкостью таким образом, чтобы емкость подачи жидкости оставалась герметично закрытой. Предпочтительно разъем внутри электронного курительного изделия проходит в продольном направлении и имеет ослабленный участок в определенном месте по его длине. Ослабленный участок может включать в себя кольцевую выемку и/или одно или несколько отверстий, проходящих в радиальном направлении от кольцевой выемки к центральному проходу разламываемого соединения. Разламываемое соединение может быть соединительной деталью, например, катодной соединительной деталью.
Разламываемое соединение может включать в себя резьбовое соединение или иное соответствующее соединение, такое как защелкиваемое соединение, фрикционное соединение или иную соответствующую компоновку.
Со ссылкой на фигуры 1 и 2 предлагается электронное курительное изделие 60, содержащее сменный картридж (картомайзер или первую секцию) 70 и многоразовый крепеж (аккумулятор или вторую секцию) 72, которые по одному из предпочтительных вариантов осуществления соединены между собой в месте 205 соединения. Соединение может быть резьбовым соединением, фрикционным соединением или защелкиваемым соединением. Предпочтительно соединение 205 включает в себя катодную соединительную деталь 37. В целом, вторая соединительная секция 72 включает в себя датчик 16 затяжки, реагирующий на втягивание воздуха во вторую секцию 72 через воздушное впускное отверстие 42, расположенное рядом со свободным концом или наконечником курительного изделия 60, аккумулятор 1 и управляющая схема неразъемно соединены с датчиком 16 затяжки. Одноразовая первая секция 70 включает в себя емкость 22 подачи жидкости, содержащую жидкость, и необязательно волокнистый носитель 210 и нагревательно-фитильный элемент, такой как нагреватель 14 и фитиль 28, который впитывает жидкость из емкости 22 подачи жидкости и нагревает жидкость для образования аэрозоли в центральном воздушном канале 21. После завершения соединения 205, аккумулятор 1 электрически соединяется с нагревательным элементом 14 первой секции 70 после включения датчика затяжки. Воздух втягивается преимущественно в первую секцию 70 через одно или несколько воздушных впускных отверстий 44.
Известно, что до настоящего времени электронные курительные изделия, при их сгибании, разламывались таким образом, что происходил разрыв гильзы картриджа или корпуса, в результате чего жидкость, находящаяся в секции картомайзера, выходила наружу. Для решения данной проблемы рассматриваемое здесь электронное курительное изделие 60 включает в себя разламываемый участок, предпочтительно расположенный на соединительной детали, например, на катодной соединительной детали 37, которая разламывается в районе соединительной детали 37 таким образом, что часть разломленного разъема 37 остается внутри картриджа таким образом, что емкость 22 подачи жидкости остается целой и случайного выхода жидкости не происходит.
Электронное курительное изделие может быть одноразовым или многоразовым. По одному из предпочтительных вариантов осуществления электронное курительное изделие является многоразовым, а после того как жидкость, находящаяся в секции картомайзера израсходована, производят замену лишь первой секции 70 (картомайзера). В одноразовом электронном курительном изделии разламываемый соединитель может находиться между накопительной областью для жидкости и источником питания.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления электронное курительное изделие 60 имеет примерно такие же размеры, что и традиционная сигарета. По некоторым вариантам осуществления длина электронного курительного изделия 60 может составлять примерно от 80 мм до примерно 110 мм, предпочтительно длина составляет примерно от 80 мм до примерно 100 мм, а диаметр - примерно от 7 мм до 8 мм. Например, по одному из предпочтительных вариантов осуществления длина электронного курительного изделия 60 составляет примерно 84 мм, а диаметр - примерно 7.8 мм.
Первая секция 70 включает в себя внешнюю трубку (или гильзу) 6, проходящую в продольном направлении, и внутреннюю трубку (или дымоход) 62, коаксиально расположенную внутри внешней трубки 6. Предпочтительно носовой участок 61 передней по ходу прокладки (или уплотнения) 15 упирается в передний по ходу торцевой участок 65 внутренней трубки 62, при этом внешний периметр 67 прокладки 15 создает непроницаемое для жидкости уплотнение с внутренней поверхностью 97 внешней гильзы 6. Передняя по ходу прокладка 15 также включает в себя центральный, продольный воздушный проход 20, открьшающийся вовнутрь внутренней трубки 62, которая образует центральный канал 21. Поперечный канал 33 (показан на фиг. 2) на переднем по ходу участке прокладки 15 пересекает и сообщается с центральным каналом 20 прокладки 15. Данный канал 33 обеспечивает сообщение между центральным каналом 20 и зазором 35 (см. фиг. 2), образуемым между прокладкой 15 и катодной соединительной деталью 37.
Предпочтительно внешняя трубка 6 закрыта по меньшей мере одной самоклеющейся наклейкой. Наклейка проходит по всей окружности электронного курительного изделия 60 и может быть цветной и/или текстурированной, имитируя внешний вид и/или ощущение традиционной сигареты. В наклейке могут быть проделаны отверстия, размер и расположение которых выбирают таким образом, чтобы не закрывать воздушные впускные отверстия 44.
Внешняя трубка 6 и/или внутренняя трубка 62 могут быть изготовлены из любого подходящего материала или комбинации материалов. К числу подходящих материалов относятся металлы, сплавы, пластики или композитные материалы, содержащие один или несколько подобных материалов, или термопластики, разрешенные к использованию в пищевой или фармацевтической области, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), керамика и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и не хрупким. Внутренняя трубка 62 предпочтительно изготовлена из плетеного стекловолокна.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления, показанному на фигурах 3A, 3В, 4, 5 и 8, катодная соединительная деталь 37 включает в себя, расположенную на ее переднем по ходу торцевом участке, резьбовую секцию 103, ввинчиваемую в соединительную деталь 49b аккумуляторной секции 72 таким образом, чтобы получить резьбовое соединение 205. Катодная соединительная деталь 37 картриджной секции 70 также включает в себя кольцевую (окружную) выемку 100, расположенную рядом с резьбовой секцией 103, и цилиндрический участок 301, расположенный на заднем по ходу участке соединительной детали 37, в который внешняя гильза 6 скользяще входит до тех пор, пока гильза не упрется в ободок 111. Кольцевая выемка 100 может проходить по окружности катодной соединительной детали 37 непрерывно или может прерываться. Предпочтительно кольцевая выемка 100 заглублена со стороны внешней поверхности 104 резьбовой секции 103 примерно от 0.2 до 0.6 мм, предпочтительно - примерно на 0.5 мм. По одному из вариантов осуществления толщина стенки детали 37 возле выемки 100 уменьшена примерно до 0.003 дюйма (0.0762 мм). По одному из предпочтительных вариантов осуществления толщина стенок выемки 100 может находиться в диапазоне примерно от 0.07 до примерно 0.16 мм. Помимо этого, ширина кольцевой выемки 100 составляет примерно от 0.2 до примерно 0.6 мм, предпочтительно ширина составляет примерно 0.5 мм.
Помимо этого, по окружности кольцевой выемки 100 могут быть проделаны радиальные отверстия 102, которые разнесены между собой и пересекают центральный проход 112 катодной соединительной детали 37, как это показано на фиг. 5. Отверстия 102 могут быть разнесены между собой под углом примерно от 45° до примерно 90°, а катодная соединительная деталь 37 может включать в себя от двух до восьми отверстий 102. По одному из предпочтительных вариантов осуществления кольцевая выемка 100 включает в себя шесть отверстий, разнесенных между собой под углом примерно 60°, диаметр каждого отверстия примерно равен ширине выемки 100.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления катодная соединительная деталь 37 изготовлена из проводящего материала, например, из одного или нескольких следующих электропроводящих металлов: серебра, цинка, никеля, алюминия, меди, олова, железа, алюминия' свинца и комбинаций из них.
Во время использования, если электронное курительное изделие 60 подвергается достаточно сильному изгибающему усилию, электронное курительное изделие 60 разламывается вдоль кольцевой выемки 100, которая выступает в качестве ослабленного участка катодной соединительной детали 37. Отверстия 102 дополнительно способствуют ослаблению кольцевой выемки 100. Поэтому, как показано на фигурах 6 и 7, при разломе электронного курительного изделия 60 разлом предпочтительно происходит в виде хрупкой трещины вдоль кольцевой выемки 100, таким образом, чтобы резьбовая секция 103 продолжала оставаться соединенной с разъемом 49b второй секции 72 электронного курительного изделия 60, а треснутый участок 105 корпуса катодной соединительной детали 37 продолжал оставаться соединенным с гильзой 6 первой секции 70 электронного курительного изделия 60.
По одному из вариантов осуществления, показанному на фиг. 8, катодная соединительная деталь 37 может включать в себя оппозитные прорези, расположенные вокруг ее периметра 39, которые, после того как катодная соединительная деталь 37 вставлена в гильзу (внешнюю трубку) 6, выравниваются с каждым из двух воздушных впускных отверстий 44 и 44' во внешней гильзе 6 таким образом, чтобы воздушный поток заходил в центральный воздушный канал 21 через центральный воздушный проход 20 в прокладке 15. Ширина прорезей 38 может составлять примерно от 1.0 до примерно 3.0 мм, предпочтительно ширина составляет примерно 2.0 мм. При необходимости катодная соединительная деталь 37 может иметь дополнительные прорези 38. Как вариант, воздушное впускное отверстие 44 может быть единственным. Как вариант, как показано на фиг. 3A, воздушный поток поступает в электронное курительное изделие 60 через воздушное отверстие 120, проделанное в ободке 111 соединительной детали 37.
2
2
2
2
2
2
По одному из предпочтительных вариантов осуществления, показанному на фигурах 1 и 2, в электронном курительном изделии 60 имеется по меньшей мере одно воздушное впускное отверстие 44, образованное во внешней трубке 6, предпочтительно рядом с резьбовым соединением 205. По одному из предпочтительных вариантов осуществления размер и конфигурацию воздушных впускных отверстий 44, 44' выбирают таким образом, чтобы электронное курительное изделие 60 имело СЗ в диапазон примерно от 60 мм HO до примерно 150 мм HO, более предпочтительно примерно от 90 мм HO до примерно HO мм HO, наиболее предпочтительно примерно от 100 мм HO до примерно 130 мм HO.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления вторая секция 72 (аккумулятор) включает в себя воздушное впускное отверстие 45, расположенное у переднего по ходу торца 5 курительного изделия 60, размер которого выбирают так, чтобы он был достаточен ровно для обеспечения надлежащего функционирования расположенного рядом с ним датчика 16 затяжки. При затяжке мундштук 8 сообщается с воздушным впускным портом 45 через центральный воздушный канал, расположенный в анодном выводе 47 с первой секции 70 и в анодном соединительном выводе 47b второй секции 72, и через зазор 13 между аккумулятором 1 и гильзой второй секции 72. Размер воздушного впускного порта 45 выбирают так, чтобы расход проходящего через него воздуха был значительно меньше расхода через воздушные впускные отверстия 44, 44', так, чтобы это оказывало минимальное влияние на СЗ и обеспечивало равномерность СЗ. Например, ширина каждого воздушного впускного отверстия 44, 44' может быть примерно менее 2.0 мм, а его длина - примерно менее 1.5 мм.
Со ссылкой на фигуры 10 и 11 воздушное впускное отверстие 120 предпочтительно содержит скошенный вход 408 и наклонный проход 410. По одному из предпочтительных вариантов осуществления курительное изделие включает в себя пару воздушных впускных отверстий 120. Каждое из воздушных впускных отверстий 120 наклонено в направлении мундштука курительного изделия под углом в диапазоне примерно от 35 до примерно 55 градусов, более предпочтительно примерно от 40 до примерно 50 градусов, наиболее предпочтительно - под углом примерно в 45 градусов. Подобная компоновка сводит к минимуму (уменьшает) «свист» при затяжке.
По одному из вариантов осуществления расположенный по ходу сзади цилиндрический участок 301 соединительной детали 37, в который скользяще входит гильза 6 картриджа, имеет увеличенную длину для того, чтобы усилить зацепление между соединительной деталью 37 и гильзой 6. По одному из вариантов осуществления длина участка 301, увеличена примерно на 30% (примерно с 3.4 мм до примерно 4.4. мм) для усиления зацепления по сравнению с другими вариантами осуществления.
Предпочтительно носовой участок 93 задней по ходу прокладки 10 упирается в задний по ходу торцевой участок 81 внутренней трубки 62. Внешний периметр 82 прокладки 10 создает, по существу, непроницаемое для жидкости уплотнение с внутренней поверхностью 97 внешней гильзы 6. Задняя по ходу прокладка 10 включает в себя центральный канал 84, который расположен между центральным проходом 21 внутренней трубки 62 и внутренней частью мундштука 8 и по которому аэрозоль поступает из центрального прохода 21 в мундштук 8.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления емкость 22 подачи жидкости находится во внешнем кольцевом пространстве между внутренней трубкой 62 и внешней трубкой 6 и между прокладками 10 и 15. Поэтому емкость 22 подачи жидкости по меньшей мере частично окружает центральный воздушный проход 21. Емкость 22 подачи жидкости содержит жидкий материал и необязательно средство хранения жидкости, которое может использоваться для хранения в нем жидкого материала.
Предпочтительно средство хранения жидкости является волокнистым материалом, состоящим из хлопка, полиэтилена, полиэфира, вискозы или комбинации из них. Предпочтительно диаметр волокон находится в диапазоне примерно от 6 микрон до примерно 15 микрон (например, примерно от 8 микрон до примерно 12 микрон, либо примерно от 9 микрон до примерно 11 микрон). Средство хранения жидкости может быть изготовлено из синтезированного, пористого, губчатого или вспененного материала. Также предпочтительно размер волокон выбирают так, чтобы они препятствовали вдыханию и имели у-образное сечение, крестообразное сечение, клеверное сечение или сечение иной соответствующей формы. По одному из вариантов осуществления средство хранения жидкости может содержать обмотку из хлопковой марли или иного волокнистого материала вокруг внутренней трубки 62.
Также предпочтительно жидкий материал имеет точку кипения, позволяющую использовать его в электронном курительном изделии 60. Если точка кипения будет слишком высокой, то нагревательный элемент 14 не сможет испарять жидкость. Между тем, если точка кипения будет иметь слишком низкой, то жидкость может испаряться, даже когда нагревательный элемент 14 выключен.
Предпочтительно жидкий материал включает в себя табакосодержащий материал, включая летучие соединения с привкусом табака, которые выделяются из жидкости при нагревании. Жидкость также может быть материалом с привкусом табака или никотиносодержащим материалом. Как вариант или как дополнение, жидкость может включать в себя табаконесодержащий материал и/или никотинонесодержащий материал. Например, жидкость может быть водой, растворителями, этанолом, вытяжками из растений и натуральным или искусственным ароматизатором. Предпочтительно жидкость также образует аэрозоль. Примерами подходящих веществ, образующих аэрозоль, являются глицерин и пропилен гликоль.
Во время эксплуатации жидкий материал поступает из емкости 22 подачи жидкости и/или средства 210 хранения жидкости вблизи нагревателя 14 за счет капиллярного действия фитиля 28. По одному из вариантов осуществления у фитиля 28 имеется первый торцевой участок 29 и второй торцевой участок 31. Первый торцевой участок 29 и второй торцевой участок 31 проходят с оппозитных сторон от емкости 22 подачи жидкости, контактируя с находящимся внутри ней жидким материалом. Также предпочтительно нагреватель 14 по меньшей мере частично окружает центральный участок фитиля 28 таким образом, чтобы после включения нагревателя жидкость на центральном участке фитиля 28 испарялась нагревателем 14, образуя аэрозоль.
Фитиль 28 предпочтительно содержит нити, способные впитывать жидкость, более предпочтительно пучок стеклянных (или керамических) нитей, наиболее предпочтительно пучок содержит группу жил из стеклянных волокон, предпочтительно три подобные жилы, все подобные компоновки позволяют впитывать жидкость за счет капиллярного действия через поровые зазоры между нитями. Предпочтительно фитиль 28 является гибким и включает в себя три жилы, каждая жила включает в себя множество переплетенных нитей. Кроме этого, следует отметить, что торцевые участки 29 и 31 фитиля 28 являются гибкими и могут сгибаться, заходя внутрь емкости 22 подачи жидкости.
Предпочтительно жидкий материал в емкости 22 подачи жидкости защищен от кислорода (поскольку кислород, в целом, не может проникать в емкость 22 подачи жидкости через фитиль 28). По одному из предпочтительных вариантов осуществления жидкий материал также защищен от света, таким образом, что вероятность деградации жидкого материала значительно снижена. Это позволяет обеспечить длительный период складского хранения и чистоту.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления размер и конфигурацию емкости 22 подачи жидкости выбирают так, чтобы она могла вмещать достаточное количество жидкого материала, обеспечивая курение электронного курительного изделия 60 на протяжении по меньшей мере примерно 200 секунд, предпочтительно по меньшей мере примерно 250 секунд, более предпочтительно по меньшей мере 300 секунд, а наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 350 секунд. Таким образом, вместимость емкости 22 подачи жидкости соответствует примерно одной пачке традиционных сигарет. Помимо этого, электронное курительное изделие 60 может быть выполнено таким образом, чтобы длительность каждой затяжки примерно составляла не более 5 секунд.
Со ссылкой на фиг. 2 первая секция 70 также включает в себя мундштук 8 с имеющимися в нем по меньшей мере двумя расходящимися выпускными отверстиями 24 (например, 3, 4, 5 или более, предпочтительно от 2 до 10 выпускными отверстиями, более предпочтительно от 6 до 8 выпускными отверстиями, еще более предпочтительно от 2 до 6 выпускными отверстиями или с 4 выпускными отверстиями 24). Предпочтительно выпускные отверстия 24 расположены со смещением относительно оси и расходятся под углом наружу относительно центрального канала 21 во внутренней трубке 62 (т.е. в разных направлениях). Также предпочтительно мундштук (или направляющая потока) 8 включает в себя выпускные отверстия 24, равномерно распределенные вокруг периметра мундштука 8 таким образом, чтобы они, по существу, равномерно распределяли аэрозоль во рту курильщика во время использования и создавали более полное ощущение наполняемости рта. Поэтому, по мере того как аэрозоль поступает в рот курильщика, она движется в разных направлениях для создания ощущения наполняемости рта. В свою очередь, электронные курительные изделия с единственным, осевым отверстием обычно направляют аэрозоль в виде единственной струи, с большей скоростью в сторону более ограниченного локального места внутри рта курильщика.
Кроме этого, расходящиеся в разные стороны выпускные отверстия 24 выполнены таким образом и включают в себя внутренние поверхности 83 для того, чтобы не превратившиеся в аэрозоль капли жидкого материала, если таковые имеются, увлекались аэрозолью, ударяясь о внутренние поверхности 83 мундштука 8 и/или ударные участки стенок 305, которые образуют расходящиеся выпускные отверстий 24. В результате этого капли, по существу, удаляются или разбиваются на части, увеличивая количество аэрозоли.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления расходящиеся выпускные отверстия 24 расположены под углом примерно от 5° до примерно 60° относительно продольной оси внешней трубки 6, таким образом, чтобы лучше распределять аэрозоль во рту курильщика во время использования и ликвидировать капли. По одному из предпочтительных вариантов осуществления используют четыре выпускные отверстия 24, каждое из которых расположено под углом примерно от 40° до примерно 50° относительно продольной оси внешней трубки 6, более предпочтительно примерно от 40° до примерно 45°, наиболее предпочтительно под углом примерно в 42°.
Предпочтительно диаметр каждого из расходящихся выпускных отверстий 24 составляет примерно от 0.015 дюйма (0.38 мм) до примерно 0.090 дюйма (2.29 мм) (например, примерно от 0.020 дюйма (0.508 мм) до примерно 0.040 дюйма (1.09 мм) или примерно от 0.028 дюйма (0.71 мм) до примерно 0.038 дюйма (0.97 мм)).
Мундштук 8 может быть неразъемно закреплен внутри трубки 6 картриджа 70. Кроме этого, мундштук 8 может быть изготовлен из полимера, выбираемого из числа следующих материалов: полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, поливинилхлорида, полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) и комбинаций из них. При необходимости, мундштук 8 также может быть разного цвета.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления источник питания 1 включает в себя аккумулятор, расположенный в электронном курительном изделии 60 таким образом, чтобы анод 47а находился по ходу после катода 49а. Анодный вывод 47b аккумулятора второй секции 72 предпочтительно контактирует с анодом 47а аккумулятора.
Более конкретно, электрическое соединение между анодом 47а аккумулятора 1 и нагревательной катушкой 14 первой секции 70 устанавливается через соединительный анодный вывод 47b аккумулятора второй секции 72 электронного курительного изделия 60, анодный вывод 47с картриджа 70 и электрический провод 47d, соединяющий ободковый участок анодного вывода 47с с электрическим проводом нагревательного элемента 14. Аналогичным образом, электрическое соединение между катодом 49а аккумулятора 1 и другим проводом нагревательной катушки 14 устанавливается через резьбовое соединение 205 между катодным соединительным крепежом 49b второго участка 72 и катодной соединительной деталью 37 первой секции 70 и далее через электрический провод 49c, который электрически соединяет крепеж 37 с оппозитным проводом нагревательной катушки 14.
Предпочтительно электрические провода 47d, 49с и провода нагревателя являются высокопроводящими и термостойкими, тогда как катушечная секция 110 нагревателя является высокоомной, таким образом, чтобы тепло преимущественно создавалось вдоль катушек 110 нагревателя 14. Также предпочтительно электрический провод 47d соединен с проводом нагревателя путем обжима. Аналогичным образом, электрический провод 49с соединен с проводом нагревателя путем обжима. По одному из альтернативных вариантов осуществления электрические провода 47d, 49c могут быть закреплены к проводам нагревателя при помощи пайки. Предпочтительно использовать обжим, поскольку это ускоряет производство.
После входа в кольцевую выемку 100 электрические провода 47d и 49c, совместно с содержимым емкости 22 подачи жидкости, продолжают оставаться внутри секции 70 картриджа.
Аккумулятор может быть литий-ионным аккумулятором или одной из его разновидностей, например, литий-ионным полимерным аккумулятором. Как вариант, аккумулятор может быть никель-металл-гидридным аккумулятором, никель-кадмиевым аккумулятором, литий-марганцевым аккумулятором, литий-кобальтовым аккумулятором или топливным элементом. В этом случае, электронное курительное изделие 60 предпочтительно используется курильщиком до тех пор, пока не истощится источник питания, либо, в случае литий-полимерного аккумулятора, не будет достигнут минимальный уровень отсечки напряжения.
Как вариант, источник 1 питания может быть перезаряжаемым и включать в себя электронные схемы, позволяющие заряжать аккумулятор от внешнего зарядного устройства. В этом случае электронные схемы, после зарядки, предпочтительно обеспечивают питание для осуществления определенного количества затяжек, после чего электронные схемы необходимо будет вновь подключить к внешнему зарядному устройству. Для подзарядки электронного курительного изделия 60 можно использовать USB зарядку или другое соответствующее зарядное приспособление.
Предпочтительно электронное курительное изделие 60 также включает в себя управляющую схему, включающую в себя датчик 16 затяжки. Датчик 16 затяжки может обнаруживать падение воздушного давления и начинать подачу напряжения от источника 1 питания на нагреватель 14. Как показано на фиг. 2, управляющая схема также может включать в себя имитирующую подсветку 48, которая может загораться после включения нагревателя 14. Предпочтительно имитирующая подсветка 48 содержит светодиод и расположена у переднего по ходу торца электронного курительного изделия 60, таким образом, чтобы во время затяжек имитирующая подсветка 48 создавала впечатление горящего огонька. Кроме этого, имитирующая подсветка 48 может быть расположена таким образом, чтобы она была видна курильщику. Помимо этого, имитирующая подсветка 48 может использоваться для диагностики систем курительного изделия или для индикации процесса подзарядки. Подсветка 48 также может быть выполнена таким образом, чтобы курильщик при необходимости мог включать и/или отключать подсветку 48, так, чтобы подсветка 48 не загоралась во время курения.
Предпочтительно по меньшей мере одно воздушное впускное отверстие 45 по фиг. 1 находится рядом с датчиком 16 затяжки для того, чтобы датчик 16 затяжки обнаруживал воздушный поток, свидетельствующий о том, что курильщик делает затяжку, включал источник 1 питания и имитирующую подсветку 48, указывающую на функционирование нагревателя 14.
Управляющая схема предпочтительно интегрирована с датчиком 16 затяжки и подает питание на нагреватель 14 после срабатывания датчика 16 затяжки, предпочтительно с максимальной временной продолжительностью.
Как вариант, управляющая схема может включать в себя ручной переключатель, позволяющий курильщику делать затяжки. Временная продолжительность подачи электропитания на нагреватель может быть предварительно установлена в зависимости от количества испаряемой жидкости. Как вариант, управляющая схема может подавать питание на нагреватель 14 до тех пор, пока датчик 16 затяжки регистрирует падение давления.
Предпочтительно, после его включения, нагреватель 14 нагревает участок фитиля 28, расположенный вокруг нагревателя 14, в течение примерно менее 10 секунд, более предпочтительно в течение примерно менее 7 секунд. Поэтому цикл электропитания (или максимальная длительность затяжки) может варьироваться в диапазоне примерно от 2 секунд до примерно 10 секунд (например, примерно от 3 секунд до примерно 9 секунд, примерно от 4 секунд до примерно 8 секунд, либо примерно от 5 секунд до примерно 7 секунд).
Предпочтительно нагреватель 14 является бухтой проволоки, расположенной вокруг фитиля 28. К числу подходящих материалов, обладающих электрическим сопротивлением, относятся титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. К числу подходящих металлических сплавов относятся нержавеющая сталь, сплавы на основе никеля, кобальта, хрома, алюминий-титан-циркония, гафния, ниобия, молибдена, тантала, вольфрама, олова, галлия, марганца и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали. Например, нагреватель может быть изготовлен из никель-алюминида, материала, поверхность которого покрыта слоем алюминия, железо-алюминида и других композитных материалов, материал, обладающий электрическим сопротивлением, необязательно, может быть заделан, инкапсулирован или покрыт слоем из изоляционного материала или наоборот, в зависимости от кинетики передаваемой энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Предпочтительно нагреватель 14 содержит по меньшей мере один материал из числа следующих материалов: нержавеющую сталь, медь, медные сплавы, никель-хромовые сплавы, суперсплавы и комбинации из них. По одному из предпочтительных вариантов осуществления нагреватель 14 изготовлен из никель-хромовых сплавов или железо-хромовых сплавов, хотя последние желательно не использовать в силу причин, изложенных ниже. По другому варианту осуществления нагреватель 14 может быть керамическим нагревателем, на внешнюю поверхность которого может быть нанесено покрытие из электрорезистивного слоя.
3
3
По другому варианту осуществления нагреватель 14 может быть изготовлен из железо-алюминида (например, FeAl или FeAl), подобного тем, что рассмотрены в патенте США №5,595,706 того же заявителя на имя Сикка и соавт., или из никель-алюминидов (например, NiAl). Использование железо-алюминидов особенно предпочтительно, поскольку они обладают высоким сопротивлением. FeAl имеет сопротивление примерно в 180 микро Ом, тогда как нержавеющая сталь имеет сопротивление примерно в диапазоне от 50 до 91 микро Ом. Более высокое сопротивление снижает потребление тока или токовую нагрузку на источник питания (аккумулятор) 1.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления нагревательная катушка 14 изготовлена из никель-хромового сплава, который, по существу, не содержит железа. Опытным путем было установлено, что в нагревательной катушке из железо-хромового сплава происходит окисление находящегося в ней железа при взаимодействии сплава с водой во время производства, хранения и/или эксплуатации устройства.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления внутренняя трубка 62 изготовлена из плетеного стекловолокна. Кроме этого, по одному из предпочтительных вариантов осуществления диаметр внутренней трубки 62 составляет примерно 4 мм, а минимальный и максимальный размер имеющихся в ней оппозитных пазов 63 составляет примерно от 2 мм до примерно 4 мм. Предпочтительно торцевые участки 29, 31 фитиля 28 проходят через оппозитные пазы 63.
По одному из вариантов осуществления нагреватель 14 содержит бухту проволоки, которая по меньшей мере частично окружает фитиль 28. По данному варианту осуществления проволока предпочтительно является металлической проволокой и/или нагревательная катушка может проходить, полностью или частично, по длине фитиля 28. По другому варианту осуществления нагревательная катушка не соприкасается с фитилем 28.
Предпочтительно нагреватель 14 нагревает жидкость в фитиле 28 за счет теплопроводности. Как вариант, тепло от нагревателя 14 может передаваться жидкости посредством теплопроводящего элемента, либо нагреватель 14 может передавать тепло входящему наружному воздуху, который втягивается электронным курительным изделием 60 во время использования, а тот в свою очередь, может нагревать жидкость за счет конвекции.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления фитиль 28 содержит нити и содержит пучок стеклянных нитей. Например, фитиль 28 может включать в себя множество нитей. Нити или нитки могут быть, в целом, выровнены в направлении, перпендикулярном (поперечном) продольному направлению электронного курительного изделия. Предпочтительно фитиль 28 включает в себя от 1 до 8 нитей, более предпочтительно - от 2 до 6 нитей. По одному из предпочтительных вариантов осуществления фитиль 28 включает в себя 3 жилы, каждая из жил содержит множество стеклянных нитей, скрученных между собой.
По одному из предпочтительных вариантов осуществления конструкция фитиля 28 состоит из нитей, по которым, за счет капиллярного действия, жидкость может поступать в нагреватель 14. Фитиль 28 может включать в себя нити, сечение которых, в целом, является крестообразным, клеверным, Y-образным или сечением иной соответствующей формы.
Предпочтительно фитиль 28 изготовлен из любого подходящего материала или комбинации материалов. К числу подходящих материалов относятся материалы на основе стекла, керамики или графита. Помимо этого, фитиль 28 может обладать любым соответствующим капиллярным втягивающим действием для вмещения аэрозоль-формирующей жидкости, обладающей различными физическими свойствами жидкости, такими как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление насыщенного пара. Капиллярные свойства фитиля 28, в сочетании со свойствами жидкости, гарантируют, что часть фитиля 28, расположенная в области нагревателя 14, всегда остается влажной, исключая перегрев нагревателя 14.
Термин «примерно», используемый в настоящем описании изобретения применительно к цифровым значениям, означает, что соответствующее цифровое значение включает в себя погрешность ±10% относительно указываемого цифрового значения. Кроме этого, при упоминании в настоящем описании изобретения процентов, подразумевается, что подобные проценты основаны на весе, т.е. являются весовыми процентами.
Кроме этого, термины «в целом» и «по существу», используемые применительно к геометрической форме, подразумевают, что точность геометрической формы не требуется и что объем раскрытия изобретения охватывает весь диапазон форм. При использовании применительно к геометрическим формам, считается, что термины «в целом» и «по существу» охватывают не только те признаки, которые соответствуют данным формам в строгом понимании, но также и признаки, которые в строгом понимании являются весьма приблизительными.
Таким образом, теперь должно быть понятно, что в настоящем описании изобретения усовершенствованное электронное курительное изделие было рассмотрено достаточно подробно, так, чтобы оно было понятно специалисту, обладающему рядовыми знаниями в данной области техники. Кроме этого, специалисту в данной области техники будет понятно, что признаки электронного курительного изделия допускают многочисленные модификации, вариации, замены и эквиваленты, существенным образом не выходящие за объем и сущность изобретения. Поэтому в явном виде подразумевается, что прилагаемая формула изобретения включает в себя все подобные модификации, вариации, замены и эквиваленты, составляющие объем и сущность изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.