СИСТЕМА РЕЗЕРВУАРА И НАГРЕВАТЕЛЯ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОЙ ДОСТАВКИ МНОЖЕСТВА АЭРОЗОЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРОННОМ КУРИТЕЛЬНОМ ИЗДЕЛИИ
RESERVOIR AND HEATER SYSTEM FOR CONTROLLED DELIVERY OF PLURALITY OF AEROSOL MATERIALS IN ELECTRONIC SMOKING PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к доставляющим аэрозоль изделиям и их использованию для высвобождения табачных компонентов или других материалов в пригодной для вдыхания форме. Указанные изделия могут быть выполнены или получены из табака или иным образом содержать табак для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных изделий в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, основанным на сжигании табака. Подходящие альтернативы включают устройства, в которых твердое или жидкое топливо сжигают для передачи тепла табаку или в которых используют химическую реакцию для создания источника такого тепла. В многочисленных источниках предложены курительные изделия различных типов, которые генерируют ароматизированный пар, видимый аэрозоль или смесь ароматизированного пара и видимого аэрозоля. Некоторые из таких курительных изделий предложенных типов содержат трубчатые секции или продольно проходящие воздушные каналы.
[0003] Суть указанных усовершенствований курительных изделий или альтернатив курительным изделиям обычно состоит в том, чтобы вызвать у потребителя ощущения, связанные с курением сигареты, сигары или трубки, без доставки значительных количеств продуктов пиролиза и неполного сгорания. С этой целью предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, в которых используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего материала или создания ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака.
[0004] Общие примеры альтернативных курительных изделий описаны в патентах США №№3,258,015 (Ellis и др.); 3,356,094 (Ellis и др.); 3,516,417 (Moses); 4,347,855 (Lanzellotti и др.); 4,340,072 (Bolt и др.); 4,391,285 (Burnett и др.); 4,917,121 (Riehl и др.); 4,924,886 (Litzinger) и 5,060,676 (Hearn и др.). Во многих из курительных изделий таких типов использован источник горючего топлива, которое сжигают для получения аэрозоля и/или нагревания формирующего аэрозоль материала. Это описано, например, в разделе "Уровень техники" в патентах США №№4,714,082 (Banerjee и др.) и 4,771,795 (White и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Курительные изделия таких типов также описаны, например, в патентах США №№4,756,318 (Clearman и др.); 4,714,082 (Banerjee и др.); 4,771,795 (White и др.); 4,793,365 (Sensabaugh и др.); 4,917,128 (Clearman и др.); 4,961,438 (Korte); 4,966,171 (Serrano и др.); 4,969,476 (Bale и др.); 4,991,606 (Serrano и др.); 5,020,548 (Farrier и др.); 5,033,483 (Clearman и др.); 5,040,551 (Schlatter и др.); 5,050,621 (Creighton и др.); 5,065,776 (Lawson); 5,076,296 (Nystrom и др.); 5,076,297 (Farrier и др.); 5,099,861 (Clearman и др.); 5,105,835 (Drewett и др.); 5,105,837 (Barnes и др.); 5,115,820 (Hauser и др.); 5,148,821 (Best и др.); 5,159,940 (Hayward и др.); 5,178,167 Riggs и др.); 5,183,062 (Clearman и др.); 5,211,684 (Shannon и др.); 5,240,014 (Deevi и др.); 5,240,016 (Nichols и др.); 5,345,955 (Clearman и др.); 5,551,451 (Riggs и др.); 5,595,577 (Bensalem и др.); 5,819,751 (Barnes и др.); 6,089,857 (Matsuura и др.); 6,095,152 (Beven и др.); 6,578,584 (Beven) и 6,730,832 (Dominguez), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Кроме того, сигареты некоторых типов, в которых использованы углеродсодержащие топливные элементы, имеются в продаже под торговой маркой "Premier" и "Eclipse" в компании R.J. Reynolds Tobacco Company. Сигареты этого типа описаны в монографиях "Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания" табачной компании R.J. Reynolds (1988) и трудах Института токсикологии дыхания, 12/5, стр.1-58 (2000). А также в патентных публикациях США №№2005/0274390 (Banerjee и др.); 2007/0215167 (Crooks и др.); 2010/0065075 (Banerjee и др.) и 2012/0042885 (Stone и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение.
[0005] В некоторых предложенных сигаретных табачных продуктах предположительно использован табак в форме, не предназначенной для сжигания до любой существенной степени. Такие продукты описаны, например, в патентах США №№4,836,225 (Sudoh); 4,972,855 (Kuriyama и др.) и 5,293,883 (Edwards), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Курительные изделия других типов, таких, которые генерируют ароматизированные пары путем воздействия на табак или обработанные табачные материалы теплом, выработанным химическими или электрическими источниками тепла, описаны в патентах США №№4,848,374 (Chard и др.); 4,947,874 и 4,947,875 (Brooks и др.); 5,060,671 (Counts и др.); 5,146,934 (Deevi и др.); 5,224,498 (Deevi); 5,285,798 (Banerjee и др.); 5,357,984 (Farrier и др.); 5,593,792 (Farrier и др.); 5,369,723 (Counts); 5,692,525 (Counts и др.); 5,865,185 (Collins и др.); 5,878,752 (Adams и др.); 5,880,439 (Deevi и др.); 5,915,387 (Baggett й др.); 5,934,289 (Watkins и др.); 6,033,623 (Deevi и др.); 6,053,176 (Adams и др.); 6,164,287 (White); 6,289,898 (Fournier и др.); 6,615,840 (Fournier и др.), а также в патентных публикациях США №№2003/0131859 (Li и др.); 2005/0016549 (Banerjee и др.) и 2006/0185687 (Hearn и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение.
[0006] Были сделаны некоторые попытки осуществить доставку паров, брызг или аэрозолей, содержащих ароматизаторы и/или никотин или соединенных с ними. Устройства такого типа описаны в патентах США №№4,190,046 (Virag); 4,284,089 (Ray); 4,635,651 (Jacobs); 4,735,217 (Gerth и др.); 4,800,903 (Ray и др.); 5,388,574 (Ingebrethsen и др.); 5,799,663 (Gross и др.); 6,532,965 (Abhulimen и др.); 6,598,607 (Adiga и др.) и ЕР 1,618,803 (Hon), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Устройства такого типа также описаны в патенте США №7,117,867 (Сох и др.) и представлены на вебсайте www.e-cig.com, которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение.
[0007] Также типичные сигареты или курительные изделия, которые описаны и в некоторых случаях имеются в продаже, включают описанные в патентах США №№4,922,901 (Brooks и др.); 5,249,586 (Morgan и др.); 5,388,594 (Counts и др.); 5,666,977 (Higgins и др.); 6.196.218 (Voges); 6,810,883 (Felter и др.); 6,854,461 (Nichols); 7,832,410 (Hon); 7,513,253 (Kobayashi); 7,726,320 (Robinson и др.); 7,896,006 (Hamano); 6,772,756 (Shayan); а также в патентных публикациях США №№2009/0095311 (Hon); 2006/0196518, 2009/0126745 и 2009/0188490 (Hon); 2009/0272379 (Thorens и др.); 2009/0260641 и 2009/0260642 (Monsees и др.); 2008/0149118 и 2010/0024834 (Oglesby и др.); 2010/0307518 (Wang) и патенте WO 2010/091593 (Hon). Подобные устройства также описаны в патенте США № D657,047 (Minskoff и др.) и патентных публикациях США №№2011/0277757, 2011/0277760 и 2011/0277764 (Тэрри и др.). Дополнительные примеры включают электронные продукты сигареты, имеющиеся в продаже под названиями ACCORD; HEATBAR™; HYBRID CIGARETTE, VEGAS™; E-GAR™; C-GAR™; E-MYSTICK™; IOLITEVaporizer, GREEN SMOKE, BLU™ Cigs, WHITE CLOUD Cirrus, V2CIGS™, SOUTH BEACH SMOKE™, SMOKETIP, SMOKE STIK, NJOY, LUCI, Royal Blues, SMART SMOKER, SMOKE ASSIST, Knight Sticks, GAMUCCI, InnoVapor, SMOKING EVERYWHERE, Crown 7, CHOICE™ NO.7™, VAPORKING, EPUFFER, LOGIC™ ecig, VAPOR4LIFE, NICOTEK, METRO, и PREMIUM™.
[0008] Курительные изделия, в которых использованы замещающие табак материалы, и курительные изделия, в которых использованы источники тепла помимо горящего резанного табака для высвобождения ароматизированных табаком паров или ароматизированных табаком видимых аэрозолей, не имеют широкого коммерческого успеха. Изделия, которые вырабатывают вкус и ощущение курения путем электрического нагревания табака, имеют недостатки, заключающиеся в несогласованном или несоответствующем высвобождении ароматизаторов или других пригодных для вдыхания материалов. Курительные устройства с электрическим нагревом также ограничены во многих случаях в отношении известного требования к устройству наружного нагрева, которое было неудобным и отвлекало от процесса курения. Таким образом, существует потребность в курительном изделии, которое обеспечивает ощущение курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака, без необходимости в действующем на основе сжигания источнике тепла, и который не вырабатывает продуктов сгорания.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] В настоящем изобретение предложено курительное изделие и способы его использования для управляемой доставки компонентов композиции прекурсора аэрозоля. В частности, в настоящем изобретении описана система, которая позволяет перемещать и нагревать различные химические соединения, присутствующие в композиции прекурсора аэрозоля, при управляемых условиях для достижения однородного химического состава затяжки. Согласно различным вариантам реализации курительные изделия, описанные в настоящем изобретении, могут содержать некоторые элементы, пригодные для достижения такого однородного химического состава затяжки. Например, для перемещения отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля из резервуара в зону генерирования аэрозоля (т.е., в нагреватель или рядом с ним) может быть использовано множество отдельных перемещающих элементов (например, фитилей), расположенных внутри изделия. Отдельные перемещающие элементы могут быть выполнены из различных материалов (например, волокна различных типов, спеченных материалов, твердой пены или других пористых материалов) и могут иметь различные конструкции (например, формы поперечного сечения, покрытия, тканые волокна, нетканые волокна и размер пучков) и, таким образом, могут иметь различные перемещающие свойства (например, расход, впитывающие свойства или капиллярное действие). Для хранения отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля или отдельных комбинаций компонентов композиции прекурсора аэрозоля могут быть использованы множество отдельных резервуаров. Отдельные нагреватели могут быть связаны с отдельными компонентами (или комбинациями компонентов) композиции прекурсора аэрозоля таким образом, что отдельные компоненты (или комбинации компонентов) могут быть нагреты раздельно до различных температур различными тепловыми потоками энергии или различными вводами тепловой энергии.
[0010] В некоторых вариантах реализации курительное изделие согласно настоящему изобретению может содержать зону генерирования аэрозоля, содержащую по меньшей мере один нагреватель. Изделие дополнительно может содержать источник электроэнергии, электрически соединенный по меньшей мере с одним нагревателем. Кроме того, изделие может содержать композицию прекурсора аэрозоля, которая сформирована из первого компонента и по меньшей мере второго отдельного компонента. Например, первый компонент может быть первым соединением или смесью соединений, и второй компонент может быть вторым соединением или смесью соединений. В случае использования смеси соединений, согласно настоящему изобретению каждый из двух компонентов композиции может содержать одно или большее количество тех же самых химических соединений, если они присутствуют в различных соотношениях. Например, компонент 1 может содержать соединение А и соединение В в соотношении А:В как 80:20 (например, по весу или объему), и компонент 2 может содержать соединение А и соединение B в соотношении 20:80 (по весу или объему). Таким образом, компоненты 1 и 2 являются различными, поскольку присутствующие в них отдельные соединения имеют различные соотношения. Такой подход также может быть применен, если компонент 1 сформирован полностью из одиночного соединения, в то время как компонент 2 содержит то же самое соединение в смеси с одним или большим количеством дополнительных соединений. Таким образом, отдельные компоненты композиции прекурсора аэрозоля могут охватывать множество вариантов реализации. Композиция прекурсора аэрозоля, в частности, сообщается по текучей среде с зоной генерирования аэрозоля таким образом, что компоненты композиции прекурсора аэрозоля перемещаются из одного или большего количества резервуаров в зону генерирования аэрозоля, например, за счет капиллярного действия.
[0011] Нагреватель и источник электроэнергии в курительном изделии могут быть соединены с возможностью рассоединения. Например, курительное изделие может содержать первый блок, который выполнен с возможностью входа в зацепление и выхода из зацепления со вторым блоком, причем первый блок содержит зону генерирования аэрозоля, содержащую нагреватель, и второй блок содержит источник электроэнергии. Источник электроэнергии может быть выбран из группы, состоящей из батареи, конденсатора и комбинаций вышеперечисленного. Курительное изделие дополнительно может содержать один или большее количество управляющих компонентов, которые активируют или регулируют протекание электрического тока от источника электроэнергии. Такие управляющие компоненты, в частности, могут быть расположены во втором блоке с источником электроэнергии.
[0012] Первый блок курительного изделия может содержать дальний конец, который взаимодействует со вторым блоком, и противоположный ему ближний конец, который содержит мундштук с отверстием в его ближайшем конце. Кроме того, первый блок может содержать путь для воздушных потоков, открытый в мундштук, и указанный путь для воздушных потоков может обеспечивать прохождение аэрозоля из зоны генерирования аэрозоля в мундштук. Согласно конкретным вариантам реализации первый блок может быть одноразовым. Первый блок курительного изделия, в частности, может содержать резервуары, которые могут быть использованы для хранения компонентов композиции прекурсора аэрозоля.
[0013] В свете конструкции курительного изделия перемещение композиции прекурсора аэрозоля в зону генерирования аэрозоля может быть индивидуализировано. Например, для формирования необходимого состава аэрозоля могут быть использованы различные комбинации одного или большего количества резервуаров, одного или большего количества перемещающих элементов и одного или большего количества нагревателей. Предпочтительно дополнительно может быть осуществлена настройка путем использования конкретных материалов при формировании резервуара или резервуаров, использования конкретных материалов при формировании перемещающего элемента или перемещающих элементов и использования множества нагревательных элементов, работающих при тех же самых или различных условиях.
[0014] В случае использования множества перемещающих элементов два или большее количество перемещающих элементов могут перемещать свои соответствующие компоненты композиции прекурсора аэрозоля к тому же самому нагревателю. Согласно другим вариантам реализации отдельные перемещающие элементы могут перемещать свои соответствующие компоненты композиции прекурсора аэрозоля к двум или большему количеству нагревателей. Нагреватели могут работать при тех же самых или различных температурах (например, рабочих температурах, различие между которыми составляет примерно 5°C или больше). Нагреватели могут работать при различных наборах условий. Иными словами, электроэнергия может быть доставлена управляемым способом из источника электроэнергии к первому нагревателю посредством первой управляющей схемы, и электроэнергия может быть доставлена управляемым способом из источника электроэнергии к одному или большему количеству дополнительных нагревателей посредством одной или большего количества различных управляющих схем. Например, управляющие схемы могут отличаться периодом времени, в течение которого электрический ток доставляется к нагревателям. Аналогично, первый нагреватель может функционировать согласно первому рабочему циклу, и один или большее количество дополнительных нагревателей могут функционировать согласно одному или большему количеству дополнительных различных рабочих циклов.
[0015] Композиция прекурсора аэрозоля, используемая в курительном изделии, может содержать множество компонентов. Например, композиция прекурсора аэрозоля может содержать многоатомный спирт, который согласно некоторым вариантам реализации может быть выбран из группы, состоящей из глицерина, пропиленгликоля и комбинаций вышеперечисленного. Композиция прекурсора аэрозоля также может содержать лекарственный препарат, табачный компонент или извлеченный из табака материал. Согласно некоторым вариантам реализации композиция прекурсора аэрозоля может содержать суспензию или раствор, содержащий табак, табачный компонент или извлеченный из табака материал. Кроме того, композиция прекурсора аэрозоля может содержать ароматизатор.
[0016] Резервуар, используемый в курительном изделии для хранения композиции прекурсора аэрозоля, может иметь различные формы. В частности, композиция прекурсора аэрозоля может быть нанесена в форме покрытия на подложку, адсорбирован или поглощен подложкой или ее частью (например, резервуар, сформированный из пористого материала, такого как керамика и пористый углерод (например, пена) или волокнистый материал). Такой резервуар, как считается, по меньшей мере частично может быть насыщен компонентом композиции прекурсора аэрозоля. Композиция прекурсора аэрозоля, в частности, может быть размещена внутри контейнера (т.е., капсулы). Такая подложка или капсула могут быть охарактеризованы как резервуар.
[0017] Согласно некоторым вариантам реализации курительное изделие согласно настоящему изобретению может содержать следующее: композиция прекурсора аэрозоля в жидкой форме, содержащая по меньшей мере первый компонент и второй компонент; систему резервуара, сформированную из одного или большего количества резервуаров; систему нагревателя, сформированную из одного или большего количества нагревателей и множество перемещающих элементов, образующих сообщение по текучей среде между системой резервуара и системой нагревателя. В частности изделие может содержать два или большее количество резервуаров, сообщающихся по текучей среде с одним или большим количеством нагревателей; один или большее количество резервуаров, сообщающихся по текучей среде с двумя или большим количеством нагревателей; или два или большее количество резервуаров; сообщающихся по текучей среде с двумя или большим количеством нагревателей.
[0018] В конкретных вариантах реализации курительное изделие согласно настоящему изобретению может содержать следующее: зону генерирования аэрозоля, содержащую нагреватель; композиция прекурсора аэрозоля в жидкой форме, содержащая первый компонент и второй компонент; первый резервуар, содержащий пористый материал, который по меньшей мере частично насыщен первым компонентом композиции прекурсора аэрозоля; второй резервуар, содержащий второй компонент композиции прекурсора аэрозоля; первый перемещающий элемент, обеспечивающий сообщение по текучей среде между первым резервуаром и зоной генерирования аэрозоля; и второй перемещающий элемент, обеспечивающий сообщение по текучей среде между вторым резервуаром и зоной генерирования аэрозоля. Согласно другим вариантам реализации второй резервуар также может содержать пористый материал и может быть по меньшей мере частично насыщен вторым компонентом композиции прекурсора аэрозоля. Согласно конкретным вариантам реализации курительное изделие может содержать множество нагревателей. Согласно другим вариантам реализации курительное изделие может содержать первый нагреватель и второй нагреватель, причем первый перемещающий элемент обеспечивает сообщение по текучей среде между первым резервуаром и первым нагревателем, и второй перемещающий элемент обеспечивает сообщение по текучей среде между вторым резервуаром и вторым нагревателем. Аналогично, курительное изделие может содержать, управляющий компонент, выполненный с возможностью управления первым нагревателем в соответствии с первым протоколом нагревания и управления вторым нагревателем в соответствии со вторым протоколом нагревания, отличающимся от первого. В частности, курительное изделие может содержать источник электроэнергии, и управляющий компонент может быть выполнен с возможностью управления электрическим током, протекающим от источника энергии в первый нагреватель и второй нагреватель, таким образом, что соответствующие нагревательные элементы нагревают до различных температур, или нагревают в течение различных промежутков времени, или одновременно нагревают до различных температур и нагревают в течение различных промежутков времени.
[0019] В курительном изделии первый перемещающий элемент может иметь конструкцию, отличающуюся от конструкции второго перемещающего элемента. Например, первый перемещающий элемент и второй перемещающий элемент могут отличаться по меньшей мере одним из формы поперечного сечения, типа материала, обработки поверхности и общих размеров. Кроме того, одним или обоими из первого перемещающего элемента и второго перемещающего элемента может являться фитиль, отличающийся заданным капиллярным действием. Согласно конкретным вариантам реализации первый перемещающий элемент и второй перемещающий элемент оба могут быть фитилями. Предпочтительно первый фитиль может иметь первую скорость впитывания, и второй фитиль может иметь вторую скорость впитывания, отличающуюся от первой. В частности, фитиль может содержать материал, выбранный из группы состоящий из волокнистых материалов, углеродной пены, спеченного материала, капиллярных трубок, адаптируемых нагревом полимеров и комбинаций вышеперечисленного. В случае необходимости первый перемещающий элемент и второй перемещающий элемент могут быть взаимно соединены в зоне аэрозолизации.
[0020] Согласно конкретным вариантам реализации курительное изделие может содержать дополнительный нагреватель в фактическом контакте по меньшей мере с одним из первого резервуара, второго резервуара, первого перемещающего элемента и второго перемещающего элемента. Согласно другим вариантам реализации курительное изделие может содержать управляющий компонент, выполненный с возможностью управления дополнительным нагревателем для нагревания по меньшей мере одного из первого резервуара, второго резервуара, первого перемещающего элемента и второго перемещающего элемента до температуры, которая ниже температуры испарения соответствующего компонента композиций прекурсора аэрозоля. Такой нагревательный элемент может быть пригодным для предварительного подогрева компонента композиции прекурсора аэрозоля для изменения его свойств (например, уменьшения вязкости и увеличения скорости протекания).
[0021] Согласно другому аспекту в настоящем изобретении также предложены способы формирования аэрозоля в курительном изделии из множества компонентов композиции прекурсора аэрозоля. Согласно некоторым вариантам реализации такой способ может включать этапы, согласно которым: активируют источник энергии в курительном изделии для вызывания электрического тока, протекающего от источника энергии в нагреватель, расположенный внутри зоны аэрозолизации в курительном изделии, перемещают первый компонент композиции прекурсора аэрозоля из первого резервуара, содержащего пористый материал, который по меньшей мере частично насыщен первым компонентом композиции прекурсора аэрозоля, в зону аэрозолизации посредством первого перемещающего элемента, перемещают второй компонент композиции прекурсора аэрозоля из второго резервуара, в зону аэрозолизации посредством второго перемещающего элемента и нагревают компоненты композиции прекурсора аэрозоля для формирования аэрозоля. В частности, первый компонент композиции прекурсора аэрозоля может быть перемещен с первой скоростью, и второй компонент композиции прекурсора аэрозоля может быть перемещен со второй скоростью, отличающейся от первой скорости.
[0022] Согласно другим вариантам реализации способ может включать этапы, согласно которым: перемещают первый компонент композиции прекурсора аэрозоля из первого резервуара к нагревателю в зоне аэрозолизации и перемещают второй компонент композиции прекурсора аэрозоля из второго резервуара ко второму нагревателю в зоне аэрозолизации. Способ дополнительно может включать этапы, согласно которым: управляют электрическим током, протекающим от источника энергии в нагреватель и второй нагреватель, таким образом, что нагреватель нагревается в соответствии с первым протоколом нагревания, и второй нагреватель нагревается в соответствии со вторым протоколом нагревания, отличающимся от первого протокола. В частности, способ может включать этапы, согласно которым управляют электрическим током, протекающим от источника энергии в нагреватель и второй нагреватель, таким образом, что соответствующие нагреватели нагреваются до различных температур или нагреваются в течение различных промежутков времени, или оба нагреваются до различных температур и нагреваются в течение различных промежутков времени. Согласно другим вариантам реализации способ может включать этапы, согласно которым нагревают по меньшей мере один из первого резервуара, второго резервуара, первого перемещающего элемента и второго перемещающего элемента до температуры, которая ниже температуры испарения соответствующего компонента композиции прекурсора аэрозоля.
[0023] Изобретение включает без ограничения следующие варианты реализации.
[0024] Вариант реализации 1
Курительное изделие, содержащее:
композицию прекурсора аэрозоля в жидкой форме, содержащую по меньшей мере первый компонент и второй компонент;
систему резервуара, сформированную из одного или большего количества резервуаров;
систему нагревателя, сформированную из одного или большего количества нагревателей; и
множество перемещающих элементов, образующих сообщение по текучей среде между системой резервуара и системой нагревателя;
причем изделие содержит два или большее количество резервуаров, сообщающихся по текучей среде с одним или большим количеством нагревателей, или изделие содержит один или большее количество резервуаров, сообщающихся по текучей среде с двумя или большим количеством нагревателей, или изделие содержит два или большее количество резервуаров, сообщающихся по текучей среде с двумя или большим количеством нагревателей.
[0025] Вариант реализации 2
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
система резервуара содержит первый резервуар, выполненный из пористого материала, который по меньшей мере частично насыщен первым компонентом композиции прекурсора аэрозоля, и второй резервуар, содержащий второй компонент композиции прекурсора аэрозоля; и
множество перемещающих элементов содержат первый перемещающий элемент, обеспечивающий сообщение по текучей среде между первым резервуаром и системой нагревателя, и второй перемещающий элемент, обеспечивающий сообщение по текучей среде между вторым резервуаром и системой нагревателя.
[0026] Вариант реализации 3
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
система нагревателя содержит по меньшей мере первый нагреватель и второй нагреватель.
[0027] Вариант реализации 4
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
первый перемещающий элемент обеспечивает сообщение по текучей среде между первым резервуаром и первым нагревателем, и второй перемещающий элемент обеспечивает сообщение по текучей среде между вторым резервуаром и вторым нагревателем.
[0028] Вариант реализации 5
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, содержащее управляющий компонент, выполненный с возможностью управления первым нагревателем в соответствии с первым протоколом нагревания и управления вторым нагревателем в соответствии со вторым протоколом нагревания, отличающимся от первого.
[0029] Вариант реализации 6
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
изделие содержит источник электроэнергии, причем управляющий компонент выполнен с возможностью управления электрическим током, протекающим от источника энергии к первому нагревателю и второму нагревателю таким образом, что соответствующие нагреватели нагреваются до различных температур или нагреваются в течение различных промежутков времени, или оба нагреваются до различных температурам и нагреваются в течение различных промежутков времени.
[0030] Вариант реализации 7
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
первый перемещающий элемент имеет конструкцию, отличающуюся от конструкции второго перемещающего элемента.
[0031] Вариант реализации 8
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
первый перемещающий элемент и второй перемещающий элемент различаются по меньшей мере одним из формы поперечного сечения, типа материала, обработки поверхности и общих размеров.
[0032] Вариант реализации 9
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
один или оба из первого перемещающего элемента и второго перемещающего элемента являются фитилем, имеющим заданный капиллярный эффект.
[0033] Вариант реализации 10
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
первый перемещающий элемент и второй перемещающий элемент оба являются фитилями.
[0034] Вариант реализации 11
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
первый фитиль имеет первую скорость впитывания, и второй фитиль имеет вторую скорость впитывания, отличающуюся от скорости впитывания первого фитиля.
[0035] Вариант реализации 12
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
фитиль содержит материал, выбранный из группы, состоящей из волокнистых материалов, углеродной пены, спеченного материала, капиллярных трубок, адаптируемых нагревом полимеров и комбинации вышеперечисленного.
[0036] Вариант реализации 13
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
второй резервуар содержит пористый материал, который по меньшей мере частично насыщен вторым компонентом композиции прекурсора аэрозоля.
[0037] Вариант реализации 14
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
первый перемещающий элемент и второй перемещающий элемент взаимно соединены в одной или большем количестве точек.
[0038] Вариант реализации 15: Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации,
дополнительно содержащее нагреватель в плотном контакте по меньшей мере с одним из системы резервуара и множества перемещающих элементов.
[0039] Вариант реализации 16
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, содержащее управляющий компонент, выполненный с возможностью управления дополнительным нагревателем для нагрева по меньшей мере одного из системы резервуара и множества перемещающих элементов до температуры, которая ниже температуры испарения соответствующего компонента композиции прекурсора аэрозоля.
[0040] Вариант реализации 17
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
композиция прекурсора аэрозоля содержит многоатомный спирт.
[0041] Вариант реализации 18
Курительное изделие согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, в котором:
композиция прекурсора аэрозоля содержит компонент, выбранный из группы, содержащей лекарства, извлеченные из табака материалы, ароматизаторы и комбинации вышеперечисленного.
[0042] Вариант реализации 19
Способ формирования аэрозоля в курительном изделии, включающий этапы, согласно которым:
активируют источник энергии в курительном изделии для вызывания электрического тока, протекающего от источника энергии в нагреватель, расположенный внутри зоны аэрозолизации в курительном изделии,
перемещают первый компонент композиции прекурсора аэрозоля из первого резервуара, содержащего пористый материал, который по меньшей мере частично насыщен первым компонентом композиции прекурсора аэрозоля, в зону аэрозолизации посредством первого перемещающего элемента,
перемещают второй компонент композиции прекурсора аэрозоля из второго резервуара в зону аэрозолизации посредством второго перемещающего элемента и
нагревают компоненты композиции прекурсора аэрозоля для формирования аэрозоля.
[0043] Вариант реализации 20
Способ согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, включающий этапы, согласно которым:
первый компонент композиции прекурсора аэрозоля перемещают с первой скоростью и второй компонент композиции прекурсора аэрозоля перемещают со второй скоростью, отличающейся от первой скорости.
[0044] Вариант реализации 21
Способ согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, включающий этапы, согласно которым:
перемещают первый компонент композиции прекурсора аэрозоля из первого резервуара в нагреватель и перемещают второй компонент композиции прекурсора аэрозоля из второго резервуара во второй нагреватель.
[0045] Вариант реализации 22
Способ согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, включающий этапы, согласно которым:
управляют электрическим током, протекающим от источника энергии в нагреватель и второй нагреватель, таким образом, что нагреватель нагревается в соответствии с первым протоколом нагревания, и второй нагреватель нагревается в соответствии со вторым протоколом нагревания, отличающимся от первого протокола.
[0046] Вариант реализации 23
Способ согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, включающий этапы, согласно которым:
управляют электрическим током, протекающим от источника энергии в нагреватель и второй нагреватель, таким образом, что соответствующие нагреватели нагреваются до различных температур или нагреваются в течение различных промежутков времени, или оба нагреваются до различных температур и нагреваются в течение различных промежутков времени.
[0047] Вариант реализации 24
Способ согласно любому предшествующему или последующему варианту реализации, включающий этапы, согласно которым:
нагревают по меньшей мере одно из первого резервуара, второго резервуара, первого перемещающего элемента и второго перемещающего элемента до температуры, которая ниже температуры испарения соответствующего компонента композиции прекурсора аэрозоля.
[0048] Эти и другие особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения следующего подробного описания со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или большего количества описанных выше вариантов реализации, а также комбинации любых двух, трех, четырех или большего количества особенностей или элементов, сформулированных в настоящем изобретении, независимо от того, комбинированы или нет такие особенности или элементы явно в конкретном описании варианта реализации в настоящем изобретении. Настоящее изобретение предназначается для целостного прочтения таким образом, что любые отделимые особенности или элементы описанного предмета в любом из его различных аспектов и вариантов реализации должны рассматриваться как предназначенные для комбинирования, если в контексте явно не указано иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0049] Описанное выше таким образом изобретение в общих словах, ниже будет подробно описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые не обязательно являются масштабированными и на которых:
на фиг. 1 показан перспективный вид одного варианта реализации примера курительного изделия согласно настоящему изобретению, в котором часть наружной гильзы изделия имеет вырез для наблюдения его внутренних компонентов;
на фиг. 2 показан в разрезе один вариант реализации примера курительного изделия согласно настоящему изобретению, в котором разрез сделан непосредственно ниже по ходу потока перемещающего элемента, окруженного резистивным нагревательным элементом;
на фиг. 3 показан перспективный вид одного варианта реализации примера курительного изделия согласно настоящему изобретению, в котором изделие содержит управляющий корпус и картридж, выполненные с возможностью скрепления и раскрепления друг с другом;
на фиг. 4 в продольном разрезе показано курительное изделие согласно одному варианту реализации настоящего изобретения; и
на фиг. 5 в разрезе показана часть картриджа курительного изделия согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0050] Ниже настоящее изобретение описано более подробно на примере подходящих вариантов его реализации. Эти подходящие варианты реализации описаны таким образом, что настоящее раскрытие является полным и законченным и полностью передает объем изобретения специалистам. Действительно, изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящем изобретении; напротив, эти варианты реализации представлены таким образом, что настоящее описание удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. Используемые в описании и пунктах приложенной формулы формы единственного числа "некоторый" включают форму множественного числа, если из контекста ясно не следует иное.
[0051] В настоящем изобретении предложены изделия, в которых используют электроэнергию для нагрева материала (предпочтительно без его воспламенения до любой существенной степени) для формирования пригодного для вдыхания вещества и которые являются в достаточной степени компактным, чтобы считаться "переносными" устройствами. Согласно некоторым вариантам реализации изделия в частности могут быть охарактеризованы как курительные изделия. Используемый в настоящем изобретении данный термин предназначен для обозначения изделия, которое обеспечивает вкус и/или ощущение (например, тактильное или вкусовое ощущение) курения сигареты, сигары или трубки фактически без сгорания любого компонента изделия. Термин "курительное изделие" не обязательно указывает, что при использовании изделие вырабатывает дым в качестве побочного продукта сгорания или пиролиза. Скорее, курение имеет отношение к физическому действию индивидуума во время использования указанного изделия, например, к удерживанию изделия в руке, сосание одного конца изделия и вдох сквозь изделие. Согласно дополнительным вариантам реализации изделия согласно настоящему изобретению могут быть охарактеризованы как изделия, изготавливающие пар, распыляющие аэрозоль или доставляющие лекарственные препараты. Таким образом, данные изделия могут быть использованы для создания одного или большего количества веществ в состоянии, пригодном для вдыхания. Согласно другим вариантам реализации пригодное для вдыхания вещество по существу может иметь форму пара (т.е., находиться в газовой фазе при температуре ниже ее критической точки). Согласно другим вариантам реализации пригодное для вдыхания вещество может находиться в форме аэрозоля (т.е., в форме взвешенных мелких твердых частиц или жидких капель в газе). Физическая форма пригодного для вдыхания вещества не ограничена природой изделий согласно настоящему изобретению, а скорее зависит от природы носителя и непосредственно пригодного для вдыхания вещества, независимо от того, существует ли оно в форме пара или в состоянии аэрозоля. Согласно некоторым вариантам реализации указанные термины могут быть взаимозаменяемыми. Таким образом, для простоты изложения термины, использованные для описания настоящего изобретения, понимаются как взаимозаменяемые, если однозначно не указано иное.
[0052] Согласно одному аспекту в настоящем изобретении предложено курительное изделие. Курительное изделие в целом может содержать несколько компонентов, размещенных внутри удлиненного корпуса, который может быть одиночной унифицированной гильзой или который может состоять из двух или большего количества рассоединяемых частей. Например, курительное изделие согласно одному варианту реализации может содержать гильзу (т.е., удлиненное тело), которая по существу может иметь трубчатую форму, подобную форме известной сигареты или сигары. Внутри гильзы могут быть размещены все компоненты курительного изделия. Согласно другим вариантам реализации курительное изделие может содержать две гильзы, которые могут быть соединены и рассоединены. Например, управляющий корпус может представлять собой гильзу, содержащую один или большее количество компонентов многократного использования и имеющую конец, который рассоединяемым способом скреплен с картриджем. Картридж может представлять собой гильзу, содержащую один или большее количество одноразовых компонентов и имеющую конец, который рассоединяемым способом скреплен с управляющим корпусом. Более конкретные конфигурации компонентов, размещенных внутри одиночной гильзы или внутри отделяемого управляющего корпуса и картриджа станут очевидными после ознакомления с приведенным ниже в настоящем изобретении подробным описанием.
[0053] Курительные изделия, подходящие для использования согласно настоящему изобретению, в частности, могут содержать некоторую комбинацию из источника энергии (т.е., источника электрической энергии), одного или большего количества управляющих компонентов (например, для управления/активирования/регулирования потока энергии от источника энергии к одному или большему количеству других компонентов изделия), компонента нагревателя и компонента прекурсора аэрозоля. Курительное изделие дополнительно может содержать ограниченный путь для воздушных потоков внутри изделия таким образом, что аэрозоль, сгенерированный изделием, может быть извлечен пользователем, втягивающим воздух из изделия. Расположение компонентов внутри изделия может быть различным. Согласно конкретным вариантам реализации компонент прекурсора аэрозоля может быть расположен рядом с концом изделия, который является ближайшим к ротовому отверстию пользователя, для максимизации доставки аэрозоля пользователю. Однако не исключаются другие конфигурации. В целом, компонент нагревателя может быть расположен достаточно близко к компоненту прекурсора аэрозоля таким образом, что нагреватель нагревает прекурсор аэрозоля и может его испарять (а также один или большее количество ароматизаторов, лекарств или тому подобные вещества, которые аналогично могут быть предназначены для доставки пользователю) и формировать аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагревательный элемент нагревает компонент прекурсора аэрозоля, аэрозоль (одиночный или дополнительно содержащий пригодное для вдыхания вещество) формируется, высвобождается или генерируется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что вышеуказанные термины являются взаимозаменяемыми. Также, могут быть взаимозаменяемыми термины "высвобождать", "генерировать" и "формировать", как и термины "высвобождение", "генерирование" и "формирование", а также термины "высвобождает", "формирует" и "генерирует", или термины "высвобожденный", "сформированный" и "сгенерированный". В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в форме пара или аэрозоля, или в форме их смеси.
[0054] Курительное изделие согласно настоящему изобретению в целом может содержать источник электроэнергии (или источники электроэнергии) для создания электрического тока, достаточного для обеспечения различных функций изделия, таких как резистивное нагревание, питание индикаторов и т.п. Источник энергии для курительного изделия согласно настоящему изобретению может быть осуществлен в различных вариантах реализации. Предпочтительно источник энергии может доставлять достаточную энергию для быстрого нагрева нагревательного элемента для формования аэрозоля и снабжения энергией изделия в течение необходимого промежутка времени. Источник энергии предпочтительно имеет размер, подходящий для удобного размещения внутри изделия. Примеры подходящих для использования источников энергии включают литий-ионные батареи, которые предпочтительно являются перезаряжающимися (например; перезаряжающимися батареями на основе литиевого диоксида марганца). В частности, могут быть использованы литиевые полимерные батареи. Также могут быть использованы батареи других типов, например никель-кадмиевые ячейки N50-AAA CADNICA. Дополнительные примеры батарей, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766, которая по ссылке полностью включена в настоящее изобретение. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения могут быть использованы тонкопленочные батареи. Любая из указанных батарей или комбинаций вышеперечисленного может быть использована в источнике энергии, но аккумуляторы являются предпочтительными по причине их стоимости и с учетом необходимости утилизации одноразовых батарей. Согласно вариантам реализации, в которых использованы одноразовые батареи, курительное изделие может обеспечивать доступ для удаления и замены батареи. Согласно другим вариантам реализации, в которых используются аккумуляторы, курительное изделие может содержать зарядные контакты для взаимодействия с соответствующими контактами в известном зарядном устройстве, получающем электропитание из стандартной 120-вольтовой стенной розетки бытовой сети переменного тока или других источников; таких как автомобильная электрическая система или отдельное портативное устройство для электропитания, включая соединение с USB. Зарядное устройство для батареи может быть доставлено в комплекте поставки в портативном зарядном кейсе, который может содержать, например, относительно большой батарейный блок, который позволяет заряжать множество относительно небольших батарей, присутствующих в курительном изделии. Изделие дополнительно может содержать компоненты для бесконтактной индуктивной системы зарядки таким образом, что изделие может быть заряжено без физического соединения с внешним источником энергии. Таким образом, изделие может содержать компоненты, облегчающие передачу энергии электромагнитного поля аккумуляторам внутри изделия.
[0055] Согласно другим вариантам реализации источник энергии также может содержать конденсатор. Конденсаторы способны к более быстрому выпуску энергии, чем батареи, и могут быть заряжены между затяжками, в результате чего обеспечена возможность передачи энергии из батареи в конденсатор с пониженной скоростью, чем скорость передачи энергии для питания непосредственно нагревательного элемента. Например, суперконденсатор, т.е. электрический конденсатор с двойным слоем (EDLC), может быть использован отдельно от батареи или в сочетании с батареей. В случае одиночного использования суперконденсатор может быть перезаряжен перед каждым использованием изделия. Таким образом, изобретение также может содержать зарядный компонент, который может быть скреплен с курительным изделием между использованиями для пополнения суперконденсатора энергией.
[0056] Курительное изделие дополнительно может содержать множество управляющих электропитанием программных средств, аппаратных средств и/или других электронных управляющих компонентов. Например, такое программное обеспечение, аппаратные средства и/или электронные управляющие средства могут включать выполнение зарядки батареи, обнаружение заряженного и разряженного состояния батареи, выполнение операций энергосбережения, предотвращение непреднамеренного или чрезмерного разряда батареи, подсчет затяжек, ограничение затяжек, сокращение длительности затяжек, идентификацию состояния картриджа, управление температурой или тому подобное.
[0057] "Контроллер" или "управляющий компонент" согласно настоящему изобретению может охватывать множество элементов, подходящих для использования в настоящем курительном изделии. Кроме того, курительное изделие согласно настоящему изобретению может содержать один, два или даже большее количество управляющих компонентов, которые могут быть комбинированы в унифицированный элемент, или который может быть расположен в отдельных местах внутри курительного изделия, и указанные отдельные управляющие компоненты могут быть использованы для осуществления различных аспектов управления. Например, курительное изделие может содержать управляющий компонент, который является неотъемлемой частью батареи или иным способом комбинирован с батареей для управления доставкой электропитания из батареи. Курительное изделие отдельно может содержать управляющий компонент, который управляет другими аспектами изделия. Согласно другому варианту реализации может быть использован одиночный управляющий элемент, который осуществляет множество аспектов или все аспекты управления в изделии. Аналогично, датчик (например, датчик затяжки), используемый в изделии, может содержать управляющий компонент, который управляет активацией доставки электропитания от источника энергии в ответ на управляющий сигнал. Курительное изделие отдельно может содержать управляющий компонент, который управляет другими аспектами изделия. Согласно другому варианту реализации одиночный управляющий компонент может быть использован в датчике для осуществления множества или всех аспектов управления изделия или иным способом связан с указанным датчиком. Таким образом, следует заметить, что в настоящем курительном изделии может быть осуществлено множество комбинаций управляющих компонентов для обеспечения необходимого уровня управления всеми аспектами устройства.
[0058] Курительное изделие также может содержать один или большее количество управляющих компонентов, подходящих для управления подачей электроэнергии от источника энергии к другим компонентам изделия, таким как нагреватель. В частности, изделие может содержать управляющий компонент, который активирует протекание электрического тока от источника энергии к устройству, такому как нагреватель. Например, в некоторых вариантах реализации изделие может содержать кнопку, которая может быть связана со схемой управления ручного управления подачей энергии. Например, потребитель может использовать кнопку для включения изделия и/или активирования протекания электрического тока в нагревателе. Множество кнопок могут быть предусмотрены для ручного осуществления включения и выключения изделия и для активирования нагревания для генерации аэрозоля. Одна или большее количество присутствующих кнопок могут быть по существу выровнены с наружной поверхностью курительного изделия.
[0059] Вместо кнопки (или в дополнение к ней) изделие согласно настоящему изобретению может содержать один или большее количество управляющих компонентов, реагирующих на втягивание потребителем воздуха из изделия (т.е., обеспечивающих активацию нагрева при затяжке). Например, изделие может содержать переключатель, который чувствителен к изменению давления или изменению потока воздуха, когда потребитель втягивает воздух из изделия (т.е., активируемый затяжкой переключатель). Другие подходящие активирующие/деактивирующие ток механизмы могут содержать активируемый температурой включающий/выключающий переключатель или активируемый давлением губ переключатель. Подходящий механизм, который может обеспечить такие активируемые затяжкой средства, включает кремниевый датчик модели 163PC01D36, изготовленный Отделением микропереключателей компании Honeywell, Inc., г. Фрипорт, штат Иллинойс. С использованием такого датчика нагревательный элемент может быть быстро активирован изменением давления, когда потребитель совершает затяжку с использованием изделия. Кроме того, могут быть использованы датчики потока, подобные тем, в которых используются принципы термоанемометрия, для возбуждения нагревательного элемента достаточно быстро после распознавания изменения потока воздуха. Другим переключателем, который может быть активирован затяжкой и который может быть использован в настоящем изобретении, является переключатель перепада давлений, такой как Модель №MPL-502-V, диапазон А, имеющийся в продаже в компании Micro Pneumatic Logic, Inc., г. Форт-Лодердейл, штат Флорида. Другим подходящим активируемым затяжкой механизмом может быть чувствительный датчик давления (например, оборудованный усилителем или усилительным каскадом), который в свою очередь соединен с компаратором для обнаружения заданного порогового давления. Другим подходящим активируемым затяжкой механизмом может быть лопасть, которую отклоняет воздушный поток, причем перемещение указанной лопасти обнаруживается распознающим перемещение средством. Еще одним подходящим активирующим механизмом может быть пьезоэлектрический переключатель. Также пригодным для использования является соединенный соответствующим образом микродатчик воздушного потока Изделие № AWM 2100V, изготовленный Отделением микропереключателей компании Honeywell, Inc., г. Фрипорт, штат Иллинойс. Дополнительные примеры управляемых расходом электрических переключателей, которые могут быть использованы в схеме для нагревания согласно настоящему изобретению, описаны в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.), который полностью включен по ссылке в настоящее изобретение. Другие подходящие дифференциальные переключатели, аналоговые датчики давления, датчики расхода или подобные устройства будут очевидными для специалиста после ознакомления с настоящим описанием. Чувствительная к давлению трубка или другой канал, обеспечивающий связь по текучей среде между активируемым затяжкой переключателем и воздушным каналом внутри курительного изделия могут быть использованы таким образом, что изменения давления во время затяжки могут быть легко идентифицированы переключателем.
[0060] Компоненты емкостного распознавания, в частности, могут быть встроены в устройство различными способами для обеспечения разнообразных типов "включения электропитания" и/или "выключений электропитания" для одного или большего количества компонентов устройства. Емкостное распознавание может включать использование любого датчика, действующего на основании емкостной связи, включая помимо прочего датчики, которые обнаруживают и/или измеряют степень приближения, положение или смещение, влажность, уровень текучей среды, давление, температуру или ускорение. Емкостное распознавание может быть осуществлено электронными компонентами, имеющими поверхностную емкость, проекционную емкость, взаимную емкость или собственную емкость. Емкостные датчики в целом могут обнаруживать объект, который является проводящим или имеет диэлектрические свойства, отличающиеся от диэлектрических свойств воздуха. Емкостные датчики, например, могут заменить механические кнопки (т.е., кнопки, описанные выше) альтернативными емкостными решениями. Таким образом, один конкретный способ применения емкостного распознавания согласно настоящему изобретению может быть реализован в тактильном емкостном (сенсорном) датчике. Например, в курительном изделии может быть использована сенсорная панель, которая предоставляет пользователю возможность ввода множества команд. Преимущественно, сенсорная панель позволяет включать питание нагревательного элемента тем же самым способом, что и кнопка, как описано выше. Согласно другим вариантам реализации емкостное распознавание может быть применено в области рядом с ротовым концом курительного изделия таким образом, что давление губ на курительное изделие при втягивании воздуха из изделия может подавать устройству сигнал для включения электропитания нагревательного элемента. В дополнение к тактильным емкостным датчикам, емкостные датчики движения, жидкие емкостные датчики и акселерометры могут быть использованы в настоящем изобретении для активации различных функций курительного изделия. Кроме того, в курительное изделие согласно настоящему изобретению также могут быть встроены фотоэлектрические датчики.
[0061] Датчики (или управляющие компоненты в целом), используемые в данных изделиях, могут подавать четкий сигнал для активизации потока энергии к нагревательному элементу для нагрева композиции прекурсора аэрозоля и формирования пара или аэрозоля для вдыхания пользователем. Такие управляющие компоненты могут быть выполнены с возможностью управления нагревателем в соответствии с заданным протоколом нагревания (например, с достижением заданной температуры, соблюдением длительности нагревания и т.п.). В частности, управляющий компонент может быть выполнен с возможностью управления протеканием электрического тока от источника энергии для достижения заданного протокола нагревания.
[0062] Датчики также могут обеспечить выполнение дополнительных функций. Например, может быть использован датчик "пробуждения". Согласно конкретным вариантам реализации курительное изделие может быть упаковано с введением в режим "сна" таким образом, что электропитание от источника энергии не поступает в нагревательный элемент (или другие компоненты изделия в случае необходимости). Курительное изделие может содержать датчик, такой как фотоэлектрический датчик или активируемый языком датчик или даже емкостной датчик, таким образом, что после извлечения из упаковки курительного изделия активация датчика переводит изделие из режима "сна" в рабочий режим, в котором изделие может быть использовано, как описано в других разделах настоящего изобретения. Например, курительное изделие может быть упаковано таким образом, что свет по существу не достигает курительного изделия. Таким образом, фотоэлектрический датчик на изделии позволяет обнаруживать момент; когда изделие извлекают из упаковки, т.е. подвергают действию окружающего света, и переводит изделие из режима бездействия в рабочий режим. Аналогично, датчик может функционировать таким образом, что когда изделие снова закрыто от окружающего освещения, например, размещено в сумке или в кейсе для хранения, изделие возвращается в режим бездействия в качестве меры по безопасности. Другие способы распознавания, обеспечивающие подобную функцию, аналогично могут быть использованы согласно настоящему изобретению.
[0063] Когда потребитель втягивает воздух из ротового конца изделия, активирующее ток средство обеспечивает возможность неограниченного или непрерывного протекания электрического тока в резистивном нагревательном элементе для быстрого генерирования тепла. Для быстрого нагревания могут быть использованы регулирующие электрический ток компоненты для: (i) регулирования электрического тока, протекающего в нагревательном элементе, для управления нагреванием резистивного элемента и его температурой и (ii) предотвращения перегрева и ухудшения нагревателя или одного или большего количества компонентов, переносящих композицию прекурсора аэрозоля и/или другие ароматизаторы или пригодные для вдыхания материалы.
[0064] Регулирующая ток схема, в частности, может быть управляемой по времени. В частности, такая схема содержит средство для обеспечения возможности непрерывного протекания электрического тока в нагревательном элементе в течение исходного периода времени во время втягивания воздуха и таймер для последующего регулирования электрического тока до завершения втягивания воздуха. Например, последующее регулирование может включать быстрое двухпозиционное переключение электрического тока (например, порядка примерно каждые 1-50 миллисекунд) для поддерживания нагревательного элемента в пределах необходимого температурного интервала. Регулирование дополнительно может содержать простое обеспечение возможности непрерывного протекания электрического тока до достижения необходимой температуры с последующим полным выключением электрического тока. Нагревательный элемент может быть активирован потребителем, инициирующим следующую затяжку с использованием изделия (или вручную активирующим кнопку, в зависимости от конкретного варианта реализации переключателя, используемого для активирования нагревателя). Согласно другому варианту реализации последующее регулирование может включать модуляцию электрического тока, протекающего в нагревательном элементе, для поддерживания нагревательного элемента в пределах необходимого температурного диапазона. Согласно некоторым вариантам реализации для высвобождения необходимой порции пригодного для вдыхания вещества нагревательный элемент может быть активирован в течение периода времени длительностью:
от примерно 0,2 секунды до примерно 5,0 секунд,
от примерно 0,3 секунды до примерно 4,5 секунды,
от примерно 0,5 секунды до примерно 4,0 секунд,
от примерно 0,5 секунды до примерно 3,5 секунд или
от примерно 0,6 секунды до примерно 3,0 секунды.
Одна подходящая основанная на времени регулирующая электрический ток схема может содержать транзистор, таймер, компаратор и конденсатор. Подходящие транзисторы, таймеры, компараторы и конденсаторы имеются в продаже и являются очевидными для специалиста. Подходящими таймерами являются модель С-1555С, имеющаяся в продаже в компании NEC Electronics, и модель ICM7555, имеющаяся в продаже в компании General Electric Intersil, Inc., а также другие модели, так называемые "Таймеры серии 555", имеющие различные размеры и конфигурации. Подходящим компаратором является модель LM311, имеющаяся в продаже в компании National Semiconductor. Дополнительное описание таких регулирующих электрический ток схем, действие которых основано на времени, и других управляющих компонентов, которые могут быть подходящими для использования в настоящем курительном изделии, приведено в патентах США №№4,922,901, 4,947,874 и 4,947,875 (Brooks и др.), которые полностью включены путем ссылки в настоящее изобретение.
[0065] Управляющие компоненты, в частности, могут быть выполнены с возможностью точного управления количеством тепла, доставленного нагревателю. Согласно некоторым вариантам реализации регулирующий электрический ток компонент может функционировать для прекращения подачи электрического тока в нагреватель после достижения заданной температуры. Такая заданная температура может находиться в диапазоне, который по существу является вполне достаточным для испарения композиции прекурсора аэрозоля и любых других пригодных для вдыхания веществ и обеспечения количества аэрозоля, эквивалентного типичной затяжке с использованием известной сигареты, как описано в другом разделе настоящего изобретения. Поскольку тепло, необходимое для испарения формирующего аэрозоль вещества в достаточном объеме для обеспечения необходимого дозирования пригодного для вдыхания вещества для одиночной затяжки, может быть различным, нагревательный элемент, в частности, может быть выполнен с возможностью нагревания до температуры примерно 120°C или больше, примерно 130°C или больше, примерно 140°C или больше или примерно 160°C. Согласно некоторым вариантам реализации для испарения соответствующего количества композиции прекурсора аэрозоля температура нагревания может составлять примерно 180°C или больше, примерно 200°C или больше, примерно 300°C или больше, или примерно 350°C или больше. Согласно другим вариантам реализации заданная температура для формования аэрозоля может составлять от примерно 120°C до примерно 350°C, от примерно 140°C до примерно 300°C или от примерно 150°C до примерно 250°C. В частности, может быть предпочтительным предотвращать нагревание до температур по существу выше примерно 550°C для предотвращения ухудшения и/или чрезмерного преждевременного испарения композиции прекурсора аэрозоля и/или других составляющих материалов. Согласно некоторым вариантам реализации могут быть использованы множество нагревательных элементов, и управляющие компоненты могут быть выполнены с возможностью управления нагревательными элементами при тех же самых или различных условиях. Например, два или большее количество нагревательных элементов могут быть управляемы для нагрева до различных температур, нагревания в течение различных промежутков времени или то и другое вместе. Нагревание, в частности, должно быть ограничено достаточно низкой температурой и достаточно коротким промежутком времени для предотвращения ухудшения и/или существенного возгорания (предпочтительно любого возгорания) любого компонента изделия. Длительность нагревания может быть управляема несколькими способами, как описано более подробно ниже. Температура и длительность нагревания может зависеть от желательного объема аэрозоля и окружающего воздуха, необходимого для вдыхания с использованием изделия. Однако длительность может быть различной в зависимости от скорости нагревания нагревателя, поскольку изделие может быть выполнено таким образом, что нагреватель действует только до момента достижения необходимой температуры. Согласно другому варианту реализации длительность нагревания может быть связана с длительностью затяжки, которую делает потребитель с использованием изделия. Протокол нагревания дополнительно может зависеть от конкретного компонента нагреваемого композиции прекурсора аэрозоля. Например, более летучие компоненты могут быть нагреты до сниженных температур или могут нагреваться в течение уменьшенного промежутка времени. Схожим образом, компоненты, имеющие уменьшенную концентрацию в необходимом составе аэрозоля, могут нагреваться в течение уменьшенного промежутка времени для высвобождения соответствующего компонента, имеющего уменьшенную концентрацию. В целом, температурой и временем нагревания может управлять один или большее количество компонентов, размещенных в управляющем корпусе, как указано выше.
[0066] Регулирующий электрический ток компонент подобным образом может циклически повторять выключение и включение электрического тока, протекающего в нагревателе, после достижения заданной температуры для ее поддерживания в течение заданного периода времени. Этот принцип может быть применен к множеству нагревателей, нагревающих до различных температур. Такое быстрое циклическое включение/выключение уже описано выше, и заданная температура может быть температурой генерирования аэрозоля, как описано выше.
[0067] Кроме того, регулирующий ток компонент может циклически включать и выключать электрический ток, протекающий в одном или большем количестве нагревателей для поддерживания первой температуры, которая ниже температуры формирования аэрозоля, и затем обеспечивать возможность увеличения протекающего тока в ответ на сигнал активирующего электрический ток управляющего компонента для достижения второй температуры, которая больше, чем первая температура, и которая является температурой формирования аэрозоля. Такое управление может улучшить быстродействие изделия при образовании аэрозоля таким образом, что образование аэрозоля начинается почти мгновенно после инициирования затяжки потребителем. Согласно некоторым вариантам реализации первая температура (которая может быть охарактеризована как температура ожидания) может быть лишь немного меньше, чем температура формирования аэрозоля, указанная выше. В частности, температура ожидания может составлять от примерно 50°C до примерно 150°C, от примерно 70°C до примерно 140°C, от примерно 80°C до примерно 120°C или от примерно 90°C до примерно 110°C.
[0068] В свете вышесказанного, следует заметить, что для облегчения активации/деактивации электрического тока, протекающего в одном или большем количестве нагревателей и других компонентах курительного изделия, могут быть использованы различные механизмы. В частности, изделие может содержать компонент, который регулирует предварительно инициированный электрический ток, протекающий из источника электроэнергии в нагреватель. Например, изделие согласно настоящему изобретению может содержать таймер (т.е., основанный на времени компонент) для регулирования протекающего в изделии электрического тока (такого как во время затяжки потребителя). Изделие дополнительно может содержать реагирующий на таймер переключатель, который включает и выключает протекающий в нагревателе электрический ток. Регулирование протекающего электрического тока также может включать использование конденсатора и компонентов для заряда и разряда конденсатора с заданной скоростью (например, скоростью, приближенной к скорости нагревания и охлаждения нагревательного элемента). Электрический ток, в частности, может быть отрегулирован таким образом, что электрический ток протекает непрерывно в нагревательном элементе в течение исходного периода времени при втягивании воздуха, но может быть прекращен или может циклически включаться и выключаться по истечении исходного периода времени до завершения втягивания воздуха. Указанным циклическим переключением может управлять таймер, как описано выше, который может генерировать заданный цикл переключения. Согласно конкретным вариантам реализации таймер может генерировать периодическую цифровую волновую форму. Электрический ток во время исходного периода времени дополнительно может быть отрегулирован при помощи компаратора, который сравнивает первое напряжение на первом входе с пороговым напряжением на пороговом входе и генерирует выходной сигнал, если первое напряжение равно пороговому напряжению, которое обеспечивает таймер. Указанные варианты реализации дополнительно могут содержать компоненты для генерирования порогового напряжения на пороговом входе и компоненты для генерирования порогового напряжения на первом входе после истечения исходного периода времени.
[0069] В дополнение к вышеуказанным регулирующим элементам курительное изделие также может содержать один или большее количество индикаторов. Указанные индикаторы могут быть световыми индикаторами (например, излучающими светодиодами), которые могут обеспечивать индикацию различных аспектов использования изделия согласно настоящему изобретению. Например, последовательность индикаторов может соответствовать количеству затяжек для данного картриджа. В частности, индикаторы могут светиться при каждой затяжке для извещения потребителя о том, что картридж полностью использован, если светятся все индикаторы. Согласно другому варианту реализации все индикаторы могут светиться при начальном вставлении нового картриджа, и один индикатор может гаснуть при каждой затяжке для извещения потребителя о том, что картридж полностью использован, если все индикаторы погасли. Согласно другим вариантам реализации в изделии может быть использован только один индикатор, который светится для информирования о том, что электрический ток протекает в нагревательном элементе, и изделие активно нагревается. Эта функция может быть полезна для предотвращения ситуации, в которой потребитель непроизвольно оставляет изделие без присмотра в режиме активного нагревания. Кроме того, один или большее количество светодиодов могут быть использованы в качестве индикатора состояния батареи, например заряженной батареи, разряженной батареи, заряжающейся батареи или тому подобное. В дополнение к вышесказанному, светодиодные индикаторы могут быть расположены в дальнем конце курительного изделия для имитации цветовых изменений, заметных у обычной сигареты во время сделанной пользователем затяжки. Несмотря на то что описанные выше индикаторы относятся к визуальным индикаторам включения/выключения изделия, другие индикаторы работы изделия также охвачены настоящим изобретением. Например, визуальные индикаторы также могут содержать изменения цвета излученного света или его интенсивности для информирования о ходе процесса курения. Аналогично, настоящим изобретением охватываются осязательные и звуковые индикаторы. Комбинации таких индикаторов также могут быть использованы в одиночном изделии.
[0070] Курительное изделие согласно настоящему изобретению дополнительно может содержать нагревательный элемент, который нагревает компонент композиции прекурсора аэрозоля для образования аэрозоля для вдыхания пользователем. Согласно различным вариантам реализации нагревательный элемент может быть сформирован из материала, который обеспечивает резистивное нагревание при пропускании через него электрического тока. Один или большее количество нагревателей, формирующих систему нагрева, подходящую для использования в описанных в настоящем изобретении изделиях, могут быть резистивными нагревательными элементами. Предпочтительно резистивный нагревательный элемент имеет электрическое сопротивление, обеспечивающее возможность использования резистивного нагревательного элемента для выработки достаточного количества тепла при пропускании через него электрического тока.
[0071] Электрически проводящие материалы, подходящие для использования в качестве резистивных нагревательных элементов, могут быть материалами, которые имеют небольшую массу, низкую плотность и умеренное удельное сопротивление, причем они должны быть жаропрочными при температурах, наблюдающихся во время использования. Пригодные для использования нагревательные элементы быстро нагреваются и быстро охлаждаются, и, таким образом, обеспечивают эффективное использование энергии. Быстрое нагревание элемента также способствует почти немедленному испарению формирующего аэрозоль вещества. Быстрое охлаждение предотвращает значительное испарение (и следовательно расход впустую) формирующего аэрозоль вещества во время периодов, когда генерирование аэрозоля не требуется. Такие нагревательные элементы также обеспечивают возможность относительно точного управления диапазоном температур, действующих на формирующее аэрозоль вещество, особенно при использовании основанного на времени управления электрическим током. Пригодные для использования электрически проводящие материалы предпочтительно являются жаропрочными и химически неактивными в отношении нагреваемых материалов (например, композиций прекурсора аэрозоля и других пригодных для вдыхания веществ) для предотвращения неблагоприятного влияния на аромат или содержание сгенерированного аэрозоля или пара. Подходящие неограничивающие материалы, которые могут быть использованы в качестве электрически проводящего материала, включают углерод, графит, соединения углерода/графита, металлы, металлические и неметаллические карбиды, нитриды, силициды, интерметаллические соединения, металлокерамику, металлические сплавы и металлическую фольгу. В частности, для использования могут быть пригодными огнеупорные материалы. Для достижения необходимых свойств, например, удельного сопротивления, массы и удельной теплопроводности могут быть смешаны различные материалы. Согласно конкретным вариантам реализации пригодные для использования металлы включают, например, никель, хром, сплавы никеля и хрома (например, нихром), а также сталь. Материалы, которые могут быть пригодными для обеспечения резистивного нагревания, описаны в патентах США №№5,060,671 (Counts и др.); 5,093,894 (Deevi и др.); 5,224,498 (Deevi и др.); 5,228,460 (Sprinkel Jr., и др.); 5,322,075 (Deevi и др.); 5,353,813 (Deevi и др.); 5,468,936 (Deevi и др.); 5,498,850 (Das); 5,659,656 (Das); 5,498,855 (Deevi и др.); 5,530,225 (Hajaligol); 5,665,262 (Hajaligol); 5,573,692 (Das и др.) и 5,591,368 (Fleischhauer и др.), которые полностью включены по ссылке в настоящее изобретение.
[0072] Резистивный нагревательный элемент может быть выполнен в различных формах, таких как в форме фольги, пены, дисков, спиралей, волокон, проводников, пленок, нитей, полос, лент или цилиндров, а также в неправильных формах с изменяющимися размерами. Согласно некоторым вариантам реализации резистивный нагревательный элемент согласно настоящему изобретению может быть проводящей подложкой, такой как описанная в находящейся в совместном рассмотрении патентной заявке США №13/432,406, поданной 28 марта 2012, которая по ссылке полностью включена в настоящее изобретение.
[0073] Предпочтительно нагреватель может быть выполнен в форме, которая обеспечивает возможность размещения нагревательного элемента в плотном контакте с композицией прекурсора аэрозоля или одним или большим количеством его компонентов или в непосредственной близости к ним. Согласно другим вариантам реализации нагреватель может быть выполнен таким образом, что композиция прекурсора аэрозоля может быть перемещена к нагревателю для генерирования аэрозоля. Такое перемещение может быть осуществлено различными средствами. Например, перемещение компонентов для генерирования аэрозоля может включать пропитывание фитиля (т.е., перемещение капиллярным действием), диффузию, тепловую диффузию, поверхностную диффузию, пассивное перетекание и активную перекачку или механизированное перетекание. Согласно некоторым вариантам реализации для управления перемещением компонентов для генерирования аэрозоля могут быть использованы один или большее количество клапанов. Также, компоненты для генерирования аэрозоля (включая формирователи аэрозоля и другие пригодные для вдыхания материалы) могут быть использованы в жидкой форме и размещены в одном или большем количестве резервуаров, расположенных достаточно далеко от нагревателя для предотвращения преждевременного генерирования аэрозоля, но достаточно близко к нагревателю для облегчения перемещения композиции прекурсора аэрозоля в необходимом количестве к нагревателю для генерирования аэрозоля. Один или большее количество резервуаров могут формировать систему резервуара.
[0074] В некоторых вариантах реализации курительное изделие согласно настоящему изобретению может содержать табак, компонент табака или извлеченный из табака материал (т.е., материал, который присутствует в естественном состоянии в табаке и который может быть изолирован от самого табака или изготовлен искусственным способом). Пригодные для использования табачные материалы могут включать табаки, такие как табак трубоогневой сушки, табак Берли, Ориентальный табак или Мэрилендский табак, темный табак, темный табак дымовой сушки и табаки Rustica (махорку), а также другие редкие или специальные табаки или их смеси, или могут быть получены из указанных материалов. Различные типичные типы табака, обработанные типы табака и типы смесей табака описаны в патентах США №№4,836,224 (Lawson и др.); 4,924,888 (Perfetti и др.); 5,056,537 (Brown и др.); 5,159,942 (Brinkley и др.); 5,220,930 (Gentry); 5,360,023 (Blakley и др.); 6,701,936 (Shafer и др.); 6,730,832 (Dominguez и др.); 7,011,096 (Li и др.) и 7,017,585 (Li и др.); 7,025,066 (Lawson и др.); патентной заявке США №2004-0255965 (Perfetti и др.); патенте РСТ WO 02/37990 (Bereman; Bombick и др.), а также в издании "Фундаментальная и прикладная токсикология", т. 39, стр. 11-17 (1997); которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Описания различных типов табаков и способов их выращивания, сбора и обработки приведены в издании "Изготовление табака, химический состав и технологии" (под редакцией Davis и др.) (1999).
[0075] Курительное изделие может содержать табачные добавки типов, которые традиционно используются для производства табачных продуктов. Такие добавки могут включать материалы, используемые для улучшения вкуса и аромата табака, используемого для изготовления сигар, сигарет, трубочного табака, и т.п. Например, указанные добавки могут включать различные оберточные и/или отделочные компоненты. См., например, патенты США №№3,419,015 (Wochnowski); 4,054,145 (Berndt и др.); 4,887,619 (Burcham мл. и др.); 5,022,416 (Watson); 5,103,842 (Strang и др.) и 5,711,320 (Martin), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Предпочтительные материалы для оберточных и/или отделочных компонентов включают воду, сахар и сиропы (например, сахарозу, глюкозу и высокофруктозный кукурузный сироп), увлажняющие вещества (например, глицерин или пропиленгликоль) и ароматические реагенты (например, какао и лакрицу). Эти добавочные компоненты также включают поверхностные отделочные материалы (например, ароматические материалы, такие как ментол). См., например, патент США №4,449,541 (Mays и др.), который по ссылке полностью включен в настоящее изобретение. Выбор конкретных оберточных и/или отделочных компонентов зависит от факторов, таких как необходимые органолептические характеристики, и выбор и использование таких компонентов не представляет затруднений для специалистов в области конструирования и изготовления сигарет. Указанные дополнительные компоненты описаны в публикациях: "Ароматизаторы табака и способы", Gutcho, Noyes Data Corp. (1972) и "Ароматизатор табака для курительных продуктов", Leffingwell и др. (1972), изобретения которых по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Дополнительно материалы, которые могут быть добавлены, включают описанные в патенте США №4,830,028 (Lawson и др.) и патентной публикации США №2008/0245377 (Marshall и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение.
[0076] Различные способы и методы встраивания табака в курительные изделия и, в частности, курительные изделия, которые сконструированы не для целенаправленного сжигания фактически всего табака в этих курительных изделиях, описаны в патентах США №№4,947,874 (Brooks и др.); 7,647, 932 (Cantrell и др.), патентных публикациях США №№2005/0016549 (Banerjee и др.); 2007/0215167 (Crooks и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение.
[0077] Композиция прекурсора аэрозоля или композиция прекурсора пара могут содержать один или большее количество различных компонентов. Например, композиция прекурсора аэрозоля может включать многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль, или их смесь). Типичные виды других композиций прекурсора аэрозоля описаны в патентах США №№4,793,365 (Sensabaugh, младший и др.); 5,101,839 (Jakob и др.); патенте РСТ WO 98/57556 (Biggs и др.), а также в монографии "Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания" табачной компании R.J. Reynolds (1988), которые по ссылке включены в настоящее изобретение. Согласно некоторым вариантам реализации композиция прекурсора аэрозоля может высвобождать видимый аэрозоль при достаточном нагревании (и охлаждении воздухом в случае необходимости), и такая композиция прекурсора аэрозоля может высвобождать аэрозоль, который, как считается, "подобен дыму". Однако согласно некоторым вариантам реализации компонент композиции прекурсора аэрозоля может быть нагрет для формирования аэрозоля, который по существу является невидимым для невооруженного глаза и может быть идентифицирован в основном по вкусу и/или аромату, и/или плотности, очевидной для потребителя. Таким образом, термин "композиция прекурсора аэрозоля" широко охватывает композиции (или их компоненты), которые высвобождают видимый аэрозоль, а также композиции (или их компоненты), которые высвобождают аэрозоль, опознаваемый в соответствии с дополнительными характеристиками (например, помимо видимых). Например, многоатомный спирт, как могут полагать, является композицией прекурсора аэрозоля, которая может высвобождать видимый аэрозоль. Другие компоненты, такие как некоторые ароматы или лекарства, как считается, являются композицией прекурсора аэрозоля, которая может высвобождать аэрозоль, являющийся опознаваемым в соответствии с дополнительными характеристиками. Подходящая композиция прекурсора аэрозоля может быть химически простой относительно химической природы дыма, выработанного горящим табаком. В случае необходимости композиции прекурсора аэрозоля могут включать другие жидкие материалы, такие как вода. Например, композиции прекурсора аэрозоля могут включать смеси глицерина и воды или смеси пропиленгликоля и воды, или смеси пропиленгликоля и глицерина, или смеси пропиленгликоля, глицерина и воды. Подходящие композиции прекурсора аэрозоля также включают типы материалов, встроенных в устройства, имеющиеся в продаже в компании Atlanta Imports Inc., г. Акворт, штат Джорджия, США; выполненные в форме электронной сигары, имеющей фирменный знак E-CIG, которая может быть использована с соответствующими курительными картриджами типа C1a, C2a, C3a, С4а, C1b, C2b, C3b и C4b; а также в распыляющей электронной трубке Руян и распыляющей электронной сигарете Руян, имеющихся в продаже в компании Ruyan SBT Technology and Development Co., Ltd., г. Пекин, Китай.
[0078] С композицией прекурсора аэрозоля и прекурсора пара могут быть комбинированы дополнительные табачные материалы, такие как табачное ароматическое масло, табачная эссенция, высушенный распылением табачный экстракт, высушенный замораживанием табачный экстракт, табачная пыль или им подобные материалы. Используемый в настоящем изобретении термин "табачный экстракт" означает компоненты, отделенные от табака и удаленные или полученные из него с использованием условий и способов обработки табака экстрагированием. В частности, могут быть использованы очищенные экстракты (включая экстракты других растений). Как правило, табачные экстракты получают с использованием растворителей, таких как растворители, имеющие водную природу (например, вода) или органические растворители (например, спирты, такие как этанол, или алканы, такие как гексан). Экстрагированные табачные компоненты удаляют из табака и отделяют от неэкстрагированных табачных компонентов; причем в случае экстрагированных табачных компонентов, которые присутствуют в растворителе: (i) растворитель может быть удален от экстрагированных табачных компонентов, или (ii) также может быть использована смесь экстрагированных табачных компонентов и растворителя. Например, табак может быть подвергнут экстрагированию с использованием воды в качестве растворителя; затем результирующий водный экстракт табака отделяется от нерастворимой в воде мякоти; и затем: (i) также может быть использована смесь водного экстракта табака в воде, или (ii) существенное количество воды может быть удалено из экстрагированных табачных компонентов (например, с использованием способов распылительной сушки или сушки замораживанием) для получения табачного экстракта в форме порошка. Предпочтительные табачные экстракты содержат многочисленные компоненты, которые отделены от табака, удалены или произведены из табака; и не могут быть получены с использованием условий процессов экстрагирования табака, которые являются высокоизбирательными в отношении одиночного компонента (например, предпочтительные экстракты не являются экстрактами с высоким содержанием никотина или экстрактами, которые могут быть охарактеризованы как композиции, содержащие относительно чистый никотин). Также, подходящие предпочтительные табачные экстракты содержат меньше, чем 45% никотина, часто меньше, чем 35% никотина, и часто меньше, чем 25% никотина от полного веса экстракта после удаления растворителя (например, на основе сухого веса, в случае, если растворителем является вода). Кроме того, наиболее предпочтительные табачные экстракты являются высокоароматическими, обладают насыщенным вкусом и, следовательно, придают желательные органолептические свойства аэрозолю, высвобожденному курительными изделиями, содержащими эти экстракты. Подходящие типы табачных экстрактов, табачных эссенций, растворителей, условий и способов обработки табачной экстракции, сбора табачного экстракта и процедур изоляции описаны в патенте Австралии №276,250 (Schachner); патентах США №№2,805,669 (Meriro); 3,316,919 (Green и др.); 3,398,754 (Tughan); 3,424,171 (Rooker); 3,476,118 (Luttich); 4,150,677 (Osborne); 4,131,117 (Kite); 4,506,682 (Muller); 4,986,286 (Roberts и др.); 5,005,593 (Fagg); 5,065,775 (Fagg); 5,060,669 (White и др.); 5,074,319 (White и др.); 5,099,862 (White и др.); 5,121,757 (White и др.); 5,131,415 (Munoz и др.); 5,230,354 (Smith и др.); 5,235,992 (Sensabaugh); 5,243,999 (Smith); 5,301,694 (Raymond); 5,318,050 (Gonzalez-Parra и др.); 5,435,325 (Clapp и др.) и 5,445,169 (Brinkley и др.); которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение.
[0079] Курительное изделие дополнительно может содержать один или большее количество ароматизаторов, лекарственных препаратов или других пригодных для вдыхания материалов. Например, может быть использован жидкий никотин. Такие дополнительные материалы могут быть включены в композицию прекурсора аэрозоля или композицию прекурсора пара. Таким образом, композиция прекурсора аэрозоля или композиция прекурсора пара могут быть описаны как содержащие пригодное для вдыхания вещество, которое не обязательно высвобождается в форме видимого аэрозоля. Такое пригодное для вдыхания вещество может включать ароматизаторы, лекарственные препараты и другие материалы, описанные в настоящем изобретении. В частности, пригодное для вдыхания вещество, доставленное с использованием курительного изделия согласно настоящему изобретению, может содержать табачный компонент или извлеченный из табака материал. Например, композиция прекурсора аэрозоля может содержать суспензию или раствор табака, табачного компонента или извлеченного из табака материала.
[0080] Различные компоненты композиции прекурсора аэрозоля (например, многоатомные спирты, ароматизаторы, лекарственные препараты и т.п.) могут быть размещены в одном или большем количестве резервуаров. Также, заданные аликвоты различных компонентов могут быть по отдельности или одновременно доставлены к нагревателю для генерирования аэрозоля в воздушном потоке для вдыхания пользователем. Компоненты композиции прекурсора аэрозоля могут быть перемещены в зону генерирования аэрозоля для размещения рядом с нагревательным элементом. Предпочтительно близость размещения композиции к нагревателю является достаточной для передачи от нагревателя к компонентам тепла, достаточного для испарения и высвобождения компонентов в пригодной для вдыхания форме.
[0081] Может быть использовано широкое разнообразие типов ароматических реагентов или материалов, которые изменяют вкус, органолептический характер или природу доминирующего аэрозоля курительного изделия. Такие ароматические реагенты могут быть получены из различных источников помимо табака, могут быть естественными или искусственными по своей природе и могут быть использованы в качестве концентратов или ароматических пакетов. Такие реагенты могут быть доставлены непосредственно к нагревателю или могут быть нанесены на подложку, расположенную в зоне аэрозолизации, для сохранения отдельно от других компонентов композиции прекурсора аэрозоля. Подходящие ароматические реагенты включают ванилин, этилванилин, крем, чай, кофе, фрукты (например, яблочный, вишневый, земляничный, персиковый и цитрусовые ароматизаторы, включая лайм и лимон), клен, ментол, мяту, мяту перечную, мяту колосистую, грушанку, мускатный орех, гвоздику, лаванду, кардамон, имбирь, мед, анис, шалфей, корицу, сандаловое дерево, жасмин, кротоновое дерево, какао, лакричник, а также ароматизаторы и ароматизирующие пакеты типа и характера, традиционно используемых для ароматизации сигаретного, сигарного и трубочного табаков. Также могут быть использованы сиропы, такие как высокофруктозный кукурузный сироп. Ароматические реагенты также могут включать кислоты или основания (например, органические кислоты, такие как левулиновая кислота, янтарная кислота и пировиноградная кислота). В случае необходимости ароматические реагенты могут быть комбинированы с генерирующим аэрозоль материалом. Подходящие пригодные для использования композиции растительного происхождения описаны в патентных заявках США №№12/971,746 (Dube и др.) и 13/015,744 (Dube и др.), которые по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Выбор указанных дополнительных компонентов может быть изменен на основании факторов, таких как органолептические показатели, которые необходимы для настоящего изделия, и настоящее изобретение охватывает любые такие дополнительные компоненты, которые могут быть очевидными для специалистов в области табака и связанных с табаком или извлеченных из табака продуктов. Указанные дополнительные компоненты описаны в публикациях: "Ароматизаторы табака и способы", Gutcho, Noyes Data Corp. (1972); и "Ароматизатор табака для курительных продуктов", Leffingwell и др. (1972), изобретения которых по ссылке полностью включены в настоящее изобретение. Любой из материалов, таких как ароматизаторы, обертки и т.п., который может быть пригоден для использования в сочетании с табачным материалом для воздействия на его вкусовые свойства, включая органолептические свойства, такие как уже описанные в настоящем изобретении, может быть комбинирован с композицией прекурсора аэрозоля. В частности, в композицию прекурсора аэрозоля могут быть включены органические кислоты для воздействия на ароматизатор, вкус или органолептические свойства лекарственных препаратов, таких как никотин, который может быть комбинирован с композицией прекурсора аэрозоля. Например, органические кислоты, такие как левулиновая кислота, молочная кислота и пировиноградная кислота, могут быть включены в композицию прекурсора аэрозоля с никотином в количестве до эквимолярного (по отношению к полному содержанию органической кислоты) с никотином. Может быть использована любая комбинация органических кислот. Например, композиция прекурсора аэрозоля может включать от примерно 0,1 моля до примерно 0,5 моля левулиновой кислоты на один моль никотина, от примерно 0,1 моля до примерно 0,5 моля пировиноградной кислоты на один моль никотина, от примерно 0,1 моля до примерно 0,5 моля молочной кислоты на один моль никотина или комбинации вышеперечисленного до концентрации, при которой общее количество присутствующей органической кислоты является эквимолярным общему количеству никотина, присутствующего в композиции прекурсора аэрозоля.
[0082] Композиция прекурсора аэрозоля может иметь множество конформаций, основанных на различном количестве используемых в нем материалов. Например, пригодная для использования композиция прекурсора аэрозоля может содержать многоатомный спирт в пропорции по весу до примерно 98%, до примерно 95% или до примерно 90%. Это общее количество может быть разделено в любой комбинации между двумя или большим количеством различных многоатомных спиртов. Например, один многоатомный спирт может иметь содержание от примерно 50% до примерно 90%, от примерно 60% до примерно 90% или от примерно 75% до примерно 90% по весу композиции прекурсора аэрозоля, и второй многоатомный спирт может иметь содержание от примерно 2% до примерно 45%, от примерно 2% до примерно 25% или от примерно 2% до примерно 10% по весу композиции прекурсора аэрозоля. Пригодная для использования композиция прекурсора аэрозоля также может содержать воду в пропорции до примерно 25% по весу, примерно 20% по весу или примерно 15% по весу, в частности от примерно 2% до примерно 25%, от примерно 5% до примерно 20% или от примерно 7% до примерно 15% по весу. Ароматизаторы и т.п. (которые могут включать лекарственные препараты, такие как никотин) могут иметь концентрацию до примерно 10%, до примерно 8% или до примерно 5% по весу композиции прекурсора аэрозоля.
[0083] В качестве неограничивающего примера, композиция прекурсора аэрозоля согласно настоящему изобретению может содержать глицерин, пропиленгликоль, воду, никотин и один или большее количество ароматизаторов. В частности, глицерин может присутствовать в количестве от примерно 70% до примерно 90% по весу, от примерно 70% до примерно 85% по весу или от примерно 75% до примерно 85% по весу; пропиленгликоль может присутствовать в количестве от примерно 1% до примерно 10% по весу, от примерно 1% до примерно 8% по весу или от примерно 2% до примерно 6% по весу; вода может присутствовать в количестве от примерно 10% до примерно 20% по весу, от примерно 10% до примерно 18% по весу или от примерно 12% до примерно 16% по весу; никотин может присутствовать в количестве от примерно 0,1% до примерно 5% по весу, от примерно 0,5% до примерно 4% по весу или от примерно 1% до примерно 3% по весу; и ароматизаторы могут присутствовать в количестве до примерно 5% по весу, до примерно 3% по весу или до примерно 1% по весу, причем все количества указаны на основании общего веса композиции прекурсора аэрозоля. В качестве одного конкретного неограничивающего примера, композиция прекурсора аэрозоля содержит глицерин в пропорции от примерно 75% до примерно 80% по весу, воду в пропорции от примерно 13% до примерно 15% по весу, пропиленгликоль от примерно 4% до примерно 6% по весу, никотин от примерно 2% до примерно 3% по весу и ароматизаторы от примерно 0,1% до примерно 0,5% по весу. Никотин, например, может быть высоконикотинным табачным экстрактом.
[0084] Количество композиции прекурсора аэрозоля, используемого в курительном изделии, таково, что изделие имеет приемлемые вкусовые и органолептические свойства, и желательные рабочие характеристики. Как правило, количество генерирующего аэрозоль материала, встроенного в курительное изделие, находится в диапазоне примерно 1,5 г или меньше, примерно 1 г или меньше или примерно 0,5 г или меньше. Количество композиции прекурсора аэрозоля может зависеть от факторов, таких как количество затяжек на один картридж, используемый с курительным изделием. Желательно, чтобы генерирующий аэрозоль состав не вводил в недопустимо существенной степени посторонний вкус, ощущение пленки во рту или общее вкусовое ощущение, значительно отличающееся от обычного ощущения сигареты традиционного типа, которая генерирует преобладающий дым горящего резаного табака. Выбор конкретных компонентов композиции прекурсора аэрозоля и материала резервуара, количества используемых компонентов и типы используемого табачного материала могут быть изменены для управления полным химическим составом преобладающего аэрозоля, высвобождаемого курительным изделием.
[0085] Количество аэрозоля, высвобожденного изделием согласно настоящему изобретению, может изменяться. Предпочтительно изделие выполнено с возможностью содержания достаточного количества отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля и с возможностью функционирования при достаточной температуре в течение достаточного количества времени для высвобождения необходимого количества распыленных в аэрозоль материалов в ходе использования. Заданное количество может быть доставлено в течение одного вдыхания с использованием изделия или может быть разделено таким образом, что может быть доставлено в течение нескольких затяжек с использованием изделия в относительно короткий промежуток времени (например, меньше чем 30 минут, меньше чем 20 минут, меньше чем 15 минут, меньше чем 10 минут или меньше чем 5 минут). Например, изделие может доставлять никотин в количестве от примерно 0,01 мг до примерно 0,5 мг, от примерно 0,05 мг до примерно 0,3 мг или от примерно 0,1 мг до примерно 0,2 мг за одну затяжку с использованием изделия. Согласно другим вариантам реализации необходимое количество может быть охарактеризовано в отношении количества доставленных влажных общих твердых частиц, вычисленного на основании длительности и объема одной затяжки. Например, изделие может доставлять по меньшей мере 0,1 мг влажных полных твердых частиц в каждой затяжке при ограниченном количестве затяжек (как описано в других разделах настоящего изобретения), если затяжку осуществляют при стандартных условиях курения согласно рекомендациям Федеральной торговой комиссии (FTC) в течение 2 секунд, при объеме затяжки 35 мл. Данное испытание может быть осуществлено с использованием любой стандартной курительной машины. Согласно другим вариантам реализации количество влажных твердых частиц (WTPM), доставленных при тех же условиях в каждой затяжке (длительностью приблизительно 2 секунды), может составлять по меньшей мере 1,5 мг, по меньшей мере 1,7 мг, по меньшей мере 2,0 мг, по меньшей мере 2,5 мг, по меньшей мере 3,0 мг, от примерно 1,0 мг до примерно 5,0 мг, от примерно 1,5 мг до примерно 4,0 мг, от примерно 2,0 мг до примерно 4,0 мг или от примерно 2,0 мг до примерно 3,0 мг. Те же значения могут быть применены для характеристики содержания композиции прекурсора аэрозоля, которое доставлено отдельно или в сочетании с любыми другими пригодными для вдыхания веществами, доставленными с использованием изделия. В целях вычисления, за среднее время затяжки примерно 2 секунды, объем затяжки, который может быть доставлен потребителю, составляет от примерно 5 мл до примерно 100 мл, от примерно 15 мл до примерно 70 мл, от примерно 20 мл до примерно 60 мл или от примерно 25 мл до примерно 50 мл. Такой полный объем затяжки может обеспечить согласно некоторым вариантам реализации содержание WTPM, как описано выше. Таким образом, доставленное содержание WTPM может быть охарактеризовано в отношении к полному объему затяжки, например от примерно 1 мг до примерно 4 мг WTPM в полном объеме затяжки, составляющем от примерно 25 мл до примерно 75 мл. Такая характеристика включает все значения объема затяжки и описанные в настоящем изобретении значения WTPM. Курительное изделие согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью обеспечения любого количества затяжек, которое может быть вычислено из общего количества компонентов композиции прекурсора аэрозоля, который будет доставлен (или полное количество WTPM, которое будет доставлено) путем деления на количество, доставленное в одной затяжке. В один или большее количество резервуаров может быть загружено соответствующее количество компонентов композиции прекурсора аэрозоля для достижения необходимого количества затяжек и/или необходимого общего количества материала, который должен быть доставлен.
[0086] Согласно другим вариантам реализации нагревание может быть охарактеризовано в отношении количества аэрозоля, который может быть сгенерирован. В частности, изделие может быть выполнено с возможностью обеспечения количества тепла, необходимого для генерации заданного объема аэрозоля (например, от примерно 5 мл до примерно 100 мл, или любого другого объема, считающегося пригодным для использования в курительном изделии, таком как описанное в другом разделе настоящего изобретения). Согласно некоторым вариантам реализации количество генерируемого тепла может быть измерено в течение затяжки длительностью 2 сек, обеспечивающей примерно 35 мл аэрозоля при температуре нагревателя примерно 290°C. Согласно некоторым вариантам реализации изделие предпочтительно может обеспечить от примерно 1 до примерно 50 джоулей тепла в секунду (Дж/сек), от примерно 2 Дж/сек до примерно 40 Дж/сек, от примерно 3 Дж/сек до примерно 35 Дж/сек или от примерно 5 Дж/сек до примерно 30 Дж/сек.
[0087] Один или большее количество нагревателей, формирующих систему нагревателя, предпочтительно электрически соединены с источником энергии курительного изделия таким образом, что электроэнергия может быть подана в нагреватель для вырабатывания тепла и последующего распыления в аэрозоль композиции прекурсора аэрозоля и любого другого пригодного для вдыхания вещества, доставляемого курительным изделием. Такое электрическое соединение может быть постоянным (например, проводным) или может быть сменным (например, когда нагреватель размещен в картридже, который может быть прикреплен к управляющему корпусу и откреплен от управляющего корпуса, содержащего источник энергии).
[0088] Несмотря на то что выше описано множество материалов для использования в курительном изделии согласно настоящему изобретению, таких как нагреватели, батареи, конденсаторы, переключающие компоненты, композиции прекурсора аэрозоля и т.п., настоящее изобретение не должно рассматриваться как ограниченное только описанными вариантами реализации. Скорее, специалист на основании настоящего описания может распознать подобные компоненты в данной области, которые могут быть заменены любым конкретным компонентом настоящего изобретения. Например, в патенте США №5,261,424 (Sprinkel, Jr.) описаны пьезоэлектрические датчики, которые могут быть соединены с ротовым концом устройства, для обнаружения активности губ пользователя, связанной с втягивания воздуха, для последующего задействования нагревания; в патенте США №5,372,148 (McCafferty и др.) описан датчик затяжки для управления подачей энергии в матрицу нагревающей нагрузки в ответ на падение давления на мундштуке; в патенте США №5,967,148 (Harris и др.) описаны приемные гнезда в курительном устройстве, содержащие идентификатор, который обнаруживает неоднородность в инфракрасной проницаемости вставленного компонента, и элемент управления, который исполняет подпрограмму обнаружения, когда компонент вставляют в приемное гнездо; в патенте США №6,040,560 (Fleischhauer и др.) описан заданный исполняемый энергетический цикл с различными дифференциальными фазами; в патенте США №5,934,289 (Watkins и др.) описаны фотонные-оптронные компоненты; в патенте США №5,954,979 (Counts и др.) описаны средства для изменения сопротивления втягиванию воздуха сквозь курительное устройство; в патенте США №6,803,545 (Blake и др.) описаны конкретные конфигурации батарей для использования в курительных устройствах; в патенте США №7,293,565 (Griffen и др.) описаны различные заряжающие системы для использования с курительными устройствами; в патентной заявке США №2009/0320863 (Fernando и др.) описано компьютерное интерфейсное средство для курительных устройств, облегчающее заряжание и обеспечивающее возможность компьютерного управления устройством; в патентной заявке США №2010/0163063 (Fernando и др.) описаны системы распознавания для курительных устройств; и в патенте WO 2010/003480 (Flick) описана система для обнаружения потока текучей среды, информирующая о затяжке в системе генерации аэрозоля; все вышеперечисленные документы полностью включены по ссылке в настоящее изобретение. Дополнительные примеры компонентов, относящихся к электронным изделиям для доставки аэрозоля, и материалов или компонентов, которые могут быть использованы в данном изделии, описаны в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.); в патенте США №5,249,586 (Morgan и др.); в патенте США №5,666,977 (Higgins и др.); в патенте США №6,053,176 (Adams и др.); в патенте США №6,164,287 (White); в патенте США №6,196, 218 (Voges); в патенте США №6,810,883 (Felter и др.); в патенте США №6,854,461 Nichols); в патенте США №7,832,410 (Hon); в патенте США №7,513,253 (Kobayashi); в патенте США №7,896,006 (Hamano); в патенте США №6,772,756 (Shayan); в патентных публикациях США №№2009/0095311, 2006/0196518, 2009/0126745 и 2009/0188490 (Hon); в патентной публикации США №2009/0272379 (Thorens и др.); в патентных публикациях США №№2009/0260641 и 2009/0260642 (Monsees и др.); в патентных публикациях США №№2008/0149118 и 2010/0024834 (Oglesby и др.); в патентной публикации США №2010/0307518 (Wang) и патенте WO 2010/091593 (Hon). Материалы, описанные в вышеуказанных документах, могут быть использованы в настоящих устройствах согласно различным вариантам реализации, а все предшествующие описания полностью включены по ссылке в настоящее изобретение.
[0089] Несмотря на то что изделие согласно настоящему изобретению может быть осуществлено в различных вариантах реализации, как подробно описано ниже, использование изделия потребителем в целом является подобным. В частности, изделие может быть выполнено в форме одиночного блока или в форме множества компонентов, которые могут быть комбинированы потребителем для использования и затем демонтированы потребителем после использования. В целом, курительное изделие согласно настоящему изобретению может содержать первый блок, выполненный с возможностью сцепления и расцепления со вторым блоком, причем первый блок содержит систему нагревателя, и второй блок содержит источник электроэнергии. Согласно некоторым вариантам реализации второй блок дополнительно может содержать один или большее количество управляющих компонентов, которые активируют или регулируют электрический ток, протекающий от источника электроэнергии. Первый блок может содержать дальний конец, который взаимодействует со вторым блоком, и противоположный ему ближний конец, который содержит мундштук (или просто ротовой конец) с отверстием в его ближнем конце. Первый блок может содержать канал для воздушных потоков, открытый в мундштук первого блока, и указанный канал для воздушных потоков может обеспечивать прохождение аэрозоля, сформированного в нагревателе и направленного в мундштук. Согласно предпочтительным вариантам реализации первый блок может быть одноразовым. Аналогично, второй блок может быть повторно используемым.
[0090] В частности, курительное изделие согласно настоящему изобретению может иметь управляющий корпус многократного использования, который имеет по существу цилиндрическую форму, имеющую соединительный конец и противоположный ему закрытый конец. Закрытый конец управляющего корпуса может содержать один или большее количество индикаторов активного использования изделия. Изделие дополнительно может содержать картридж, имеющий соединительный конец, который взаимодействует с соединительным концом управляющего корпуса, и противоположный ему ротовой конец. Для использования изделия потребитель может соединить соединительный конец картриджа с соединительным концом управляющего корпуса или иным способом скомбинировать картридж с управляющим корпусом таким образом, что изделие функционирует, как описано в настоящем изобретении. Согласно некоторым вариантам реализации соединительные концы управляющего корпуса и картриджа могут быть снабжены резьбой для резьбового взаимодействия. Согласно другим вариантам реализации соединительные концы могут взаимодействовать путем прессовой посадки.
[0091] Во время использования потребитель инициирует нагревание нагревателя, и тепло, выработанное нагревателем, приводит к распылению в аэрозоль компонентов композиции прекурсора аэрозоля. Такое нагревание высвобождает по меньшей мере часть композиции прекурсора аэрозоля в форме аэрозоля, и такой аэрозоль образуется во внутреннем пространстве картриджа (например, в зоне аэрозолизации), которая сообщается по текучей среде с ротовым концом картриджа. Когда потребитель вдыхает из ротового конца картриджа, воздух проходит сквозь картридж, и потребитель вдыхает комбинацию втянутого воздуха и аэрозоля, причем втянутые материалы выпускаются из ротового конца картриджа (и любого дополнительно присутствующего мундштука) в ротовое отверстие потребителя. Для инициирования нагревания потребитель может активировать кнопку, емкостный датчик или подобный компонент, который вызывает получение нагревателем электроэнергии от батареи или другого источника энергии (такого как конденсатор). Электроэнергия может быть подана в течение заданного промежутка времени, или электроэнергией можно управлять вручную. Предпочтительно поток электроэнергии по существу не поступает между затяжками с использованием изделия (несмотря на то, что поток энергии может быть подан для поддерживания основной температуры, которая больше, чем окружающая температура, например, температуры, которая облегчает быстрое нагревание до активной температуры нагревания). Согласно другим вариантам реализации нагревание может быть инициировано действием затяжки потребителя путем использования различных датчиков, описанных в других разделах настоящего изобретения. После прекращения затяжки нагревание приостанавливается или уменьшается. Если потребитель сделал достаточное количество затяжек для высвобождения достаточного количества пригодного для вдыхания вещества (например, количества, достаточного для получения ощущений, соответствующих ощущениям при обычном курении), картридж может быть удален от управляющего корпуса и утилизован. Может быть обеспечена индикация истощения картриджа (т.е., индикация существенного извлечения потребителем композиции прекурсора аэрозоля). Согласно некоторым вариантам реализации одиночный картридж может обеспечить больше одного сеанса курения и, таким образом, может обеспечить достаточное содержание композиции прекурсора аэрозоля для имитации действия полной пачки обычных сигарет или даже больше.
[0092] Приведенное выше описание использования изделия может быть применено к описанным различным вариантам реализации путем незначительных модификаций, которые могут быть очевидными для специалиста после ознакомления с представленным ниже подробным описанием настоящего изобретения, предложенного в настоящем изобретении. Однако вышеуказанное описание использования не предназначено для ограничения использования изделия согласно настоящему изобретению, но приведено для выполнения всех необходимых требований к раскрытию настоящего изобретения.
[0093] Как показано на фиг. 1, курительное изделие 10 согласно настоящему изобретению в целом может содержать гильзу 15 и множество компонентов, размещенных в указанной гильзе. Изделие может быть охарактеризовано как имеющее ротовой конец 11 (т.е., конец, посредством которого потребитель может втянуть воздух для вдыхания аэрозоля из изделия) и дальний конец 12. Показанное на чертеже изделие выполнено в форме одиночного унифицированного устройства (однако, линия А на чертеже указывает на возможность дополнительного разграничения, в результате чего устройство может быть представлено двумя отдельными компонентами, которые объединены разъединяемым способом или постоянно, например, склеиванием). Как будет очевидно из дальнейшего описания, представленного в настоящем изобретении, согласно дополнительным предпочтительным вариантам реализации изделие может быть сформировано из двух или большего количества рассоединяемых блоков, в каждом из которых размещены отдельные компоненты изделия. Различные компоненты согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, могут быть использованы в других вариантах реализации, включая варианты реализации, в которых изделие сформировано из множества блоков.
[0094] Изделие 10 согласно настоящему изобретению может иметь общую форму, которая фактически является стержневидной, трубчатой или цилиндрической. Как показано на фиг. 1, изделие имеет фактически круглое поперечное сечение; однако, другие формы поперечного сечения (например, овальная, квадратная, треугольная и т.п.) также входят в объем защиты настоящего изобретения. Такая терминология, которая использована для описания физической формы изделия, также может быть применена при описании отдельных блоков изделия согласно различным вариантам реализации, включая множество блоков; таких как управляющий корпус и картридж.
[0095] Гильза 15 курительного изделия 10 может быть выполнена из любого материала, подходящего для образования и сохранения соответствующей формы, такой как трубчатая форма, а также для удерживания в ней подходящих компонентов изделия. Гильза может быть сформирована из одиночной стенки, как показано на фиг. 1. Согласно некоторым вариантам реализации гильза может быть сформирована из материала (натурального или синтетического), который является термостойким, для сохранения его структурной целостности, например, без ухудшения, по меньшей мере при температуре, которая является температурой нагревания, достигаемой нагревателем, как дополнительно описано в настоящем изобретении. Согласно некоторым вариантам реализации для этого может быть использован термостойкий полимер. Согласно другим вариантам реализации гильза может быть сформирована из бумаги, такой как бумага, которой может быть придана по существу трубчатая форма. Как описано ниже в настоящем изобретении, гильза, такая как бумажная трубка, может иметь один или большее количество слоев, соединенных между собой, которые по существу не пропускают пар. Согласно одному варианту реализации слой алюминиевый фольги может быть ламинирован с одной поверхностью гильзы. Также могут быть использованы керамические материалы.
[0096] Согласно другим вариантам реализации курительное изделие 10 согласно настоящему изобретению может содержать множество материалов, которые могут обеспечить конкретные функциональные средства. Например, на фиг. 2 показано поперечное сечение курительного изделия 10, взятое рядом с ротовым концом 11 изделия. Согласно данному варианту реализации в области гильзы 15, в которой расположен резистивный нагревательный элемент 50, может быть размешен слой 70 изолирующего материала, в частности, для препятствования неоправданной потере тепла из резистивного нагревательного элемента. Однако слой изолирующего материала может присутствовать в других областях изделия (включая фактически всю длину изделия). Например, в вариантах реализации, согласно которым изделие содержит управляющий корпус и отдельный картридж, управляющий корпус в случае необходимости может содержать слой изолирующего материала. Слой 70 изолирующего материала может быть сформирован из бумаги или другого волокнистого материала, такого как целлюлоза. В таких вариантах реализации для предотвращения перемещения композиции прекурсора аэрозоля в наружном направлении к поверхности изделия может быть подходящим использование изолирующего слоя 75, который может содержать любой материал, непроницаемый для конкретных компонентов композиции прекурсора аэрозоля, такой как металлическая фольга, вощеная бумага или тому подобное. Кроме того, гильза 15 может содержать внешнюю оболочку 115, размещенную по меньшей мере на его части, такой как ротовой конец 11 изделия, причем такая внешняя оболочка также может быть сформирована множеством слоев. Внешняя оболочка может быть, например, типичной упаковочной бумагой в сигарете. Внешняя оболочка, в частности, обычно содержит материал, используемый в фильтрующем элементе известной сигареты, такой как ацетат целлюлозы, и таким образом может функционировать для создания ощущения известной сигареты во рту потребителя. Подходящие типы оберточных материалов, компонентов оберточных материалов и обработанных оберточных материалов, которые могут быть использованы для внешней оболочки согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США №№5,105,838 (White и др.); 5,271,419 (Arzonico и др.); 5,220,930 (Gentry); 6,908,874 (Woodhead и др.); 6,929,013 (Ashcraft и др.); 7,195,019 (Hancock и др.); 7,276,120 (Holmes); 7,275,548 (Hancock и др.); РСТ WO 01/08514 (Fournier и др.) и РСТ WO 03/043450 (Hajaligol и др.), которые полностью включены в настоящее изобретение по ссылке. Типичные оберточные материалы, изготовленные компанией R. J. Reynolds Tobacco Company, сортов 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 и 680 имеются в продаже в компании Schweitzer-Maudit International.
[0097] Для максимизирования доставки аэрозоля и аромата, которые в противном случае могут быть растворены радиальной (т.е., наружной) инфильтрацией воздуха сквозь гильзу 15, могут быть использованы один или большее количество слоев непористой папиросной бумаги для окружения изделия (с присутствующей внешней оболочкой или без нее). Примерами непористой папиросной бумаги подходящих сортов являются бумаги, имеющиеся в продаже в компании Kimberly-Clark Corp. под марками КС-63-5, Р878-5, Р878-16-2 и 780-63-5. Предпочтительно внешняя оболочка представляет собой материал, который по существу является непроницаемым для пара, сформированного во время использования изделия согласно настоящему изобретению. В случае необходимости внешняя оболочка (или гильза, если внешняя оболочка отсутствует) может содержать эластичный картонный материал, облицованный фольгой картон, металл, полимерные материалы, пену, ткани из нановолокна или тому подобное, причем указанный материал может быть ограничен оберткой из папиросной бумаги. Кроме того, изделие 10 может содержать ободковую бумагу, которая ограничивает изделие и дополнительно может быть использована для скрепления материала фильтра с изделием.
[0098] Если гильза 15 сформирована из одиночного слоя, она может иметь толщину от примерно 0,2 мм до примерно 3,0 мм, от примерно 0,3 мм до примерно 2,0 мм, от примерно 0,4 мм до примерно 1,5 мм или от примерно 0,5 мм до примерно 1,25 мм. Добавление дополнительных слоев, как описано выше, может увеличить толщину гильзы. Дополнительные подходящие типы компонентов и материалов, которые могут быть использованы для обеспечения функционирования описанного выше устройства или использованы в качестве альтернативных материалов и компонентов взамен указанных выше, описаны в патентных публикациях США №№2010/00186757 (Crooks и др.); 2011/0041861 (Sebastian и др.), которые полностью включены по ссылке в настоящее изобретение.
[0099] Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, курительное изделие 10 содержит электронный управляющий компонент 20, датчик 30 расхода и батарею 40, причем указанные компоненты могут быть размещены в различных комбинациях внутри изделия. Несмотря на то что это не показано в явно выраженной форме, подразумевается, что изделие 10 при необходимости может содержать провода для обеспечения электропитания от батареи 40 для дополнительных компонентов и соединения компонентов для соответствующей работы необходимых функций, обеспеченных изделием. Изделие 10 дополнительно содержит резистивный нагревательный элемент 50, описанный в настоящем изобретении. В показанном на чертеже варианте реализации резистивный нагревательный элемент 50 является металлической катушкой, которая может быть электрически соединена с батареей 40 посредством соответствующих монтажных контактов 51 для облегчения формирования замкнутой электрической схемы с электрическим током, протекающим в нагревательном элементе. Дополнительная проводка (не показана) может быть использована для выполнения необходимых электрических соединений внутри изделия. Согласно конкретным вариантам реализации изделие 10 может быть соединено с электрической схемой таким образом, что управляющий компонент 20 доставляет электроэнергию, управляет электроэнергией или иным способом модулирует электроэнергию из батареи 40 для возбуждения резистивного нагревательного элемента 50 согласно одному или большему количеству заданных алгоритмов, включая модуляцию длительности импульса, такую, как описана выше. Указанная электрическая схема в частности может содержать датчик 30 расхода таким образом, что изделие 10 является активным только в моменты времени использования потребителем. Например, если потребитель делает затяжку с использованием изделия 10, датчик расхода обнаруживает затяжку, и затем управляющий компонент 20 активируется для подачи электропитания в изделие таким образом, что резистивный нагревательный элемент 50 вырабатывает тепло и таким образом высвобождает аэрозоль для вдыхания потребителем. Управляющий алгоритм может вызвать подачу электропитания в резистивный нагревательный элемент 50 с циклическим повторением и таким образом поддерживать заданную температуру. Таким образом, управляющий алгоритм может быть запрограммирован для автоматического деактивирования изделия 10 и прекращения подачи энергии в изделие после истечения заданного времени без затяжки потребителем. Кроме того, изделие может содержать датчик температуры для обеспечения обратной связи с управляющим компонентом. Такой датчик, например, может находиться в прямом контакте с резистивным нагревательным элементом 50. Подобным образом, для обнаружения температуры может быть использовано альтернативное средство, такое как средство на основе логических управляющих компонентов, для оценки сопротивления резистивного нагревательного элемента (или другого нагревателя) и коррелирования указанного сопротивления для достижения необходимой температуры элемента. Согласно другим вариантам реализации датчик 30 расхода может быть заменен соответствующими компонентами для обеспечения альтернативного средства для распознавания, такого как емкостное распознавание, как описано в других разделах настоящего изобретения. Могут быть использованы любые разнообразные датчики и их комбинации, как описано в настоящем изобретении. Кроме того, могут быть использованы одна или большее количество кнопок 16 управления для ручной активации потребителем для запуска множества функций, таких как включение и выключение питания изделия 10, включение нагревательного элемента 50 для генерирования пара или аэрозоля для вдыхания, или тому подобное.
[00100] Кроме того, изделие может содержать один или большее количество индикаторов 19 состояния, расположенных на гильзе 15. Такие индикаторы, как описанные выше, могут показывать количество сделанных затяжек или затяжек, оставшихся в изделии, могут показывать активное или неактивное состояние, могут светиться в ответ на затяжку, или тому подобное. Несмотря на то что на чертеже показаны шесть индикаторов, фактически могут быть использованы большее или меньшее количество индикаторов, причем индикаторы могут иметь различные формы и ориентации и даже могут представлять собой простое отверстие в гильзе (такое как для выпуска звука, если такие индикаторы присутствуют).
[00101] Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 1, резервуар в форме капсулы 205 показан рядом с нагревательным элементом 50, и перемещающий элемент 300 (фитиль согласно данному варианту реализации) проходит от резервуара в форме капсулы 205 в катушку резистивного нагревательного элемента 50. Резервуар в форме капсулы является одним из вариантов реализации и представляет собой средство для хранения композиции прекурсора аэрозоля. В фитиле использовано капиллярное действие для извлечения композиции прекурсора аэрозоля из резервуара в форме капсулы в зону 400 аэрозолизации, ограниченную областью в резистивном нагревательном элементе 50 и вокруг резистивного нагревательного элемента 50 в форме катушки из металлического провода. Также, тепло, выработанное резистивным нагревательным элементом, вызывает распыление в аэрозоль композиции прекурсора аэрозоля в пространстве вокруг резистивного нагревательного элемента (т.е. зоне аэрозолизации). Затем сформированный аэрозоль извлекается пользователем через ротовой конец 11 курительного изделия 10. Поскольку композиция прекурсора аэрозоля в зоне аэрозолизации распылена в аэрозоль нагреванием резистивного нагревательного элемента, затем композиция прекурсора аэрозоля впитывается в фитиль из резервуара в форме капсулы 205 и поступает в зону аэрозолизации для генерирования аэрозоля. Цикл продолжается, пока не будет распылена в аэрозоль фактически вся композиция прекурсора аэрозоля.
3
[00102] Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 1, ротовой конец 11 изделия 10 фактически представляет собой открытую полость с размещенными в ней резистивным нагревательным элементом 50 и резервуаром в форме капсулы 205. Такая открытая полость обеспечивает объем для выпуска аэрозоля из перемещающего элемента 300 после вытягивания аэрозоля из резервуара и нагревания резистивным нагревательным элементом. Изделие также имеет ротовое отверстие 18 в ротовом конце 11 для обеспечения возможности извлечения аэрозоля из полости вокруг резистивного нагревательного элемента 50. Несмотря на то что это не показано явно на фиг. 1, изделие может содержать фильтрующий материал (такой как ацетат целлюлозы или полипропилен), размещенный в его ротовом конце, для улучшения его структурной целостности и/или обеспечения улучшенной фильтрации, и/или в случае необходимости обеспечения сопротивления вдыханию. Например, изделие согласно настоящему изобретению может создавать падение давления от примерно 50 мм до примерно 250 мм гидравлического давления при расходе воздуха 17,5 см/сек. Согласно другим вариантам реализации падение давления может составлять от примерно 60 мм до примерно 180 мм или от примерно 70 мм до примерно 150 мм. Значение падения давления может быть измерено с использованием Станции для испытания фильтров модели Filtrona (серии CTS), имеющейся в продаже в компании Filtrona Instruments and Automation Ltd., или Модуля для испытания качества (QTM), имеющегося в продаже в филиале Cerulean Division компании Molins, PLC. Для облегчения протекания воздуха сквозь изделие может быть использован воздухозаборник 17, который по существу может иметь отверстие в гильзе 15, обеспечивающее возможность поступления воздуха во внутреннюю часть изделия. Может быть использовано множество воздухозаборников, причем воздухозаборники могут быть расположены в любом месте выше по потоку ротового конца изделия таким образом, что воздух из воздухозаборника может смешиваться со сформированным аэрозолем и облегчать удаление сформированного аэрозоля из полости вокруг резистивного нагревательного элемента через отверстие в ротовом конце изделия. Несмотря на то что это не показано на чертеже, в случае необходимости внутри изделия могут быть размещены конструктивные элементы, предназначенные для эффективной изоляции одного или большего количества компонентов в изделии от воздуха, поступающего из воздухозаборника к отверстию в ротовом конце. Иными словами, может быть создан конкретный путь для воздушных потоков, и этот конкретный путь для воздушных потоков фактически может предотвращать физический контакт воздуха, протекающего вдоль пути, предназначенного для воздушных потоков, с одним или обоими из батареи 40 и управляющего компонента 20. Как показано на фиг. 1, воздух, принятый через воздухозаборник 17, проходит мимо датчика 30 расхода перед входом в полость, окружающую нагревательный элемент, таким образом, что активация датчика расхода облегчает нагрев нагревательного элемента, как описано в других разделах в настоящем изобретении.
[00103] Согласно одному варианту реализации, показанному на фиг. 2, композиция прекурсора аэрозоля сохранена в слое 200 резервуара, который может быть слоем пористого материала, по меньшей мере частично насыщенного композицией прекурсора аэрозоля. В таких вариантах реализации полости в ротовом конце 11 изделия 10 могут быть значительно уменьшены. Как показано на фиг. 2, трубка 250 аэрозольного канала расположена ниже по потоку резистивного нагревательного элемента 50, свернутого в спираль вокруг перемещающего элемента 300. Аэрозоль, формируемый при нагревании композиции прекурсора аэрозоля в перемещающем элементе резистивным нагревательным элементом, может быть втянут пользователем через аэрозольный канал 260, образованный трубкой аэрозольного канала.
[00104] Согласно предпочтительным вариантам реализации изделие 10 может иметь размер, сравнимый с формой сигареты или сигары. Таким образом, изделие может иметь диаметр от примерно 5 мм до примерно 25 мм, от примерно 5 мм до примерно 20 мм, от примерно 6 мм до примерно 15 мм или от примерно 6 мм до примерно 10 мм. Такой размер, в частности, может соответствовать наружному диаметру гильзы 15.
[00105] Курительное изделие 10 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, может быть охарактеризовано как одноразовое изделие. Соответственно, предпочтительно резервуар, содержащий композицию прекурсора аэрозоля, в таких вариантах реализации содержит достаточное количество композиции прекурсора аэрозоля таким образом, что потребитель может получить изделие более чем одноразового использования. Например, изделие может содержать достаточное количество аэрозолируемых и/или подходящих для вдыхания материалов таким образом, что изделие может обеспечить несколько затяжек, фактически эквивалентных количеству затяжек (каждая из которых длится примерно 2-4 сек), обеспечиваемых множеством известных сигарет, например 2 или больше, 5 или больше, 10 или больше, или 20 или больше затяжек у известных сигарет. В частности, одноразовое одноблочное изделие согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, может обеспечить примерно 20 или больше, примерно 50 или больше, или примерно 100 или больше затяжек, причем одна затяжка измерена, как описано в настоящем изобретении.
[00106] В наиболее предпочтительных вариантах реализации изделие согласно настоящему изобретению может содержать два блока, которые выполнены с возможностью скрепления друг с другом и раскрепления друг от друга. Например, на фиг. 3 показано курительное изделие 10 согласно одному варианту реализации, которое сформировано из управляющего корпуса 80 и картриджа 90. Согласно конкретным вариантам реализации управляющий корпус может быть выполнен с возможностью многократного использования, и картридж может быть выполнен с возможностью одноразового использования. Согласно некоторым вариантам реализации все изделие может быть охарактеризовано как одноразовое, причем управляющий корпус может быть выполнен с возможностью только ограниченного числа использований (например, пока компонент батарейного электропитания не перестанет обеспечивать достаточное электропитание для изделия) с ограниченным числом картриджей, после чего все изделие 10, включая управляющий корпус, может быть утилизовано. Согласно другим вариантам реализации управляющий корпус может содержать сменную батарею таким образом, что управляющий корпус может быть повторно использован с несколькими заменами батареи и картриджей. Схожим образом изделие 10 может быть перезаряжающимся и, таким образом, может быть комбинировано с зарядным устройством любого типа, включая соединение с обычной розеткой бытовой электросети, соединение с автомобильным гнездом электропитания (т.е., штепсельным разъемом для зажигалки) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля USB.
[00107] Управляющий корпус 80 и картридж 90, в частности, выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом и формирования взаимосвязанного функционирующего устройства. Как показано на фиг. 3, управляющий корпус 80 имеет ближний крепежный конец 13, который содержит выступ 82, имеющий уменьшенный диаметр по сравнению с управляющим корпусом. Картридж содержит дальний крепежный конец 14, который взаимодействует с ближним взаимодействующим концом управляющего корпуса 80 для создания курительного изделия 10 в функционирующей, пригодной для использования форме. На фиг. 3 показано, что выступ 82 управляющего корпуса содержит резьбу, которая позволяет навинчивать картридж 90 на управляющий корпус 80 посредством соответствующей резьбы (не видимой на фиг. 3), расположенной в дальнем крепежном конце картриджа. Таким образом, дальний крепежный конец картриджа 90 может иметь открытую полость для приема выступа 82 управляющего корпуса. Несмотря на то что на фиг. 3 показано резьбовое взаимодействие, следует понимать, что могут быть использованы другие средства взаимодействия, такие как взаимодействие посредством прессовой посадки, магнитное взаимодействие или тому подобное.
[00108] Функциональное отношение между управляющим корпусом 80 и картриджем 90 дополнительно показаны на фиг. 4, на котором показаны два отдельных блока в разрезе. Управляющий корпус 80 содержит управляющий компонент 20, датчик 30 расхода и батарею 40. Несмотря на то что указанные компоненты показаны в конкретном расположении, подразумевается, что объем защиты настоящего изобретения охватывает различные варианты расположения компонентов. Управляющий корпус 80 дополнительно содержит множество индикаторов 19 и воздухозаборник 17 в гильзе 81 управляющего корпуса. Объем защиты настоящего изобретения охватывает различные положения для одного или большего количества воздухозаборников. Как показано на чертеже, воздухозаборник 17 расположен таким образом, что воздух, втянутый через воздухозаборник, в достаточной степени контактирует с датчиком 30 расхода для активирования датчика (несмотря на то, что могут быть использованы другие положения, в частности, в случае использования различных средств для распознавания или ручной активации, такой как посредством кнопки). Гильза 81 может быть сформирована из материалов, уже описанных в настоящем изобретении относительно варианта реализации, показанного на фиг. 1. Приемное гнездо 60 также расположено в ближнем крепежном конце 13 управляющего корпуса 80 и проходит в выступ 82 управляющего корпуса для облегчения электрического соединения с резистивным нагревательным элементом 50, когда картридж 90 скреплен с управляющим корпусом. В показанном на чертеже варианте реализации приемное гнездо 60 имеет центральный открытый проход для облегчения поступления воздуха от воздухозаборника, расположенного в управляющем корпусе, в картридж во время использования изделия 10.
[00109] Картридж 90 содержит корпус 91 картриджа с ротовым отверстием 18 в его ротовом конце 11 для обеспечения возможности поступления воздуха и захваченного пара (т.е., компонентов композиции прекурсора аэрозоля в пригодной для вдыхания форме) из картриджа к потребителю во время втягивания воздуха из изделия 10. Корпус 91 картриджа (и дополнительный слой изолирующего материала и/или фильтр) может быть сформирован из материалов, уже описанных в настоящем изобретении в качестве подходящих для такой цели. Картридж 90 дополнительно содержит резистивный нагревательный элемент 50 в форме металлической проводной катушки. Резистивный нагревательный элемент имеет контакты 51 (например, положительный и отрицательный контакты), расположенные в его противоположных концах, для облегчения протекания электрического тока через резистивный нагревательный элемент и для крепления соответствующей проводки (не показана) для формирования электрического соединения резистивного нагревательного элемента с батареей 40, когда картридж 90 соединен с управляющим корпусом 80. В частности, в дальнем крепежном конце 14 картриджа расположена вставка 65. Когда картридж 90 соединен с управляющим корпусом 80, вставка 65 взаимодействует с приемным гнездом 60 для формирования электрического соединения таким образом, что электрический ток с возможностью регулирования протекает из батареи 40 через приемное гнездо и вставку к резистивному нагревательному элементу 50. Корпус 91 картриджа может проходить за дальний крепежный конец таким образом, что указанный конец картриджа фактически закрыт вставкой, проходящей из него. Как показано на фиг. 4, вставка 65 имеет открытый центральный проход, который выровнен с открытым центральным проходом в приемном гнезде 60 для обеспечения возможности поступления воздуха из управляющего корпуса 80 в картридж 90.
[00110] В общем, при использовании, когда потребитель втягивает воздух из ротового конца 11 картриджа, датчик 30 расхода обнаруживает изменение потока и активирует управляющий компонент 20 для облегчения протекания электрического тока через резистивный нагревательный элемент 50. Таким образом, воздушный поток проходит через управляющий корпус 80 таким образом, что датчик 30 расхода обнаруживает поступление воздуха почти мгновенно. Если датчик 30 расхода расположен внутри управляющего корпуса 80, воздухозаборник 17 предпочтительно расположен на управляющем корпусе. В случае необходимости может быть обеспечен изолированный путь потока таким образом, что датчик 30 расхода внутри управляющего корпуса 80 сообщается по текучей среде с внутренним картриджем после взаимодействия картриджа с управляющим корпусом, причем такая связь по текучей среде изолирована от остальных компонентов внутри управляющего корпуса, но открыта в картридж 90 после его скрепления с управляющим корпусом. Кроме того, в других вариантах реализации датчик 30 расхода может быть расположен внутри картриджа 90, а не в управляющем корпусе 80.
[00111] Согласно одному варианту реализации на фиг. 4 показаны два отдельных резервуара и два отдельных перемещающих элемента. Резервуар для использования согласно настоящему изобретению может быть любым компонентом, функция которого состоит в сохранении и высвобождении одного или большего количества компонентов композиции прекурсора аэрозоля. Согласно некоторым вариантам реализации, таким как показанный на фиг. 1, резервуар может быть контейнером, таким как капсула, в которой хранится композиция прекурсора аэрозоля. Контейнер фактически может быть непроницаемым для прекурсора аэрозоля таким образом, что материал не может протечь сквозь стенки контейнера. В таких вариантах реализации для извлечения композиции прекурсора аэрозоля в контейнере может быть выполнено отверстие. Например, на фиг. 1 показан перемещающий элемент 300 (например, фитиль), заполняющий отверстие в резервуаре, имеющем форму капсулы 205. Термин "капсула" в общем охватывает любой контейнер, имеющий стенки и по меньшей мере одно отверстие. Таким образом, композиция прекурсора аэрозоля в резервуаре в форме капсулы перемещается из капсулы благодаря капиллярному действию фитиля. Другие системы для извлечения композиции прекурсора аэрозоля из резервуара в форме капсулы также охвачены объемом защиты настоящего изобретения. Например, трубка или другой трубопровод могут быть использованы для перемещения композиции прекурсора аэрозоля из капсулы через указанные трубку или другой трубопровод. Чередующимся, пассивным или активным потоком жидкости из капсулы можно управлять посредством соответствующего клапанного механизма, который может быть открыт для обеспечения возможности протекания композиции прекурсора аэрозоля при использовании курительного изделия и закрыт для прекращения протекания композиции прекурсора аэрозоля, когда курительное изделие не находится в использовании. Для использования согласно настоящему изобретению предполагаются активные механизмы для управления потоком, в которые встроены микронасосные устройства. Такой контейнер может быть выполнен из любого подходящего, фактически не реагирующего с любыми компонентами композиции прекурсора аэрозоля материала, такого как стекло, металл, низкопористая или непористая керамика, пластики и т.п.
[00112] Система резервуара может включать один или большее количество резервуаров, которые могут быть расположены на различном расстоянии друг от друга. Согласно некоторым вариантам реализации система резервуара может содержать одиночный контейнер с множеством отдельных отсеков. В системе резервуара могут быть использованы резервуары двух или большего количества различных типов. Согласно некоторым вариантам реализации резервуар может быть контейнером, который не имеет отверстия, но часть стенки или все стенки контейнера могут быть пористыми и, таким образом, обеспечивать возможность проникновения композиции прекурсора аэрозоля из контейнера сквозь его стенки. Например, для использования в качестве такого материала может быть подходящей пористая керамика. Аналогично может быть использован любой другой материал, имеющий подходящую пористость. В таких вариантах реализации по меньшей мере часть пористого контейнера может находиться в контакте с резистивным нагревательным элементом таким образом, что композиция прекурсора аэрозоля, выпущенная из капсулы, может быть испарена нагревателем. Согласно другому варианту реализации в контакте с пористой капсулой может находиться дополнительный перемещающий элемент для перемещения композиции прекурсора аэрозоля из контейнера в нагреватель.
[00113] Согласно конкретным вариантам реализации резервуар может быть тканой или нетканой тканью или другой массой волокон, подходящих для удерживания композиции прекурсора аэрозоля (например, путем поглощения, адсорбции или тому подобного) и обеспечения возможности впитывания в фитиль композиции прекурсора аэрозоля для перемещения к зоне аэрозолизации. Например, на фиг. 4 показан первый слой 201 резервуара и второй слой 202 резервуара, каждый из которых удерживает один или большее количество компонентов композиции прекурсора аэрозоля. В каждом случае слой резервуара по существу представляет собой нетканый слой волокон, свернутый в трубку, которая облицовывает часть внутренней поверхности корпуса 91 картриджа. Такие слои резервуара могут быть сформированы из естественных волокон, синтетических волокон или комбинаций вышеперечисленного. Неограничивающие примеры подходящих для использования материалов включают хлопок, целлюлозу, полиэфиры, полиамиды, полимолочные кислоты, комбинации вышеперечисленного и т.п. Схожим образом, слои резервуара могут быть сформированы из керамики или другого пористого материала, который удерживает жидкий состав, комбинированный из вышеуказанных компонентов (т.е., может по меньшей мере частично насыщаться указанным составом). Система резервуара в курительном изделии согласно настоящему изобретению может включать один резервуар или множество резервуаров (например, два резервуара, три резервуара, четыре резервуара или больше).
[00114] Перемещающий элемент для использования согласно настоящему изобретению может быть любым компонентом, который выполняет функцию перемещения одного или большего количества компонентов композиции прекурсора аэрозоля из резервуара в зону аэрозолизации в курительном изделии, в которой нагреватель распыляет в аэрозоль композицию прекурсора аэрозоля и, таким образом, формирует аэрозоль. Перемещающий элемент, в частности, может быть фитилем, в котором использовано капиллярное действие для перемещения жидкостей. Фитиль для использования согласно настоящему изобретению, таким образом, может быть любым материалом, который имеет достаточные впитывающие качества для перемещения одного или большего количества компонентов композиции прекурсора аэрозоля в зону аэрозолизации. Неограничивающие примеры включают естественные и синтетические волокна, такие как хлопок, целлюлозу, полиэфиры, полиамиды, полимолочные кислоты, стекловолокно, комбинации вышеперечисленного и т.п. Другие подходящие материалы, которые могут быть использованы в фитилях; включают металлы, керамику и карбонизированные материалы (например, пену или цельный массив, сформированные из углеродсодержащего материала, который подвергнут кальцинированию для выведения из него компонентов, не содержащих углеродный материал). Фитили дополнительно могут быть покрыты материалами, которые изменяют капиллярное действие волокон, а волокна, используемые для формирования фитилей, могут иметь конкретную форму поперечного сечения и могут иметь канавки для изменения капиллярного действия волокон. Например, могут быть использованы адаптируемые нагревом полимеры. Такие адаптивные полимеры могут покрывать волокна или могут быть использованы другими способами, причем эти полимеры являются эффективными для изменения связанных с перемещением жидкости характеристик на основании окружающих условий. Адаптируемые нагревом полимеры, в частности, могут иметь небольшую перемещающую способность при пониженных температурах и могут иметь большую перемещающую способность при повышенных температурах. Одним из примеров является материал, известный как Adaptive, изготовленный компанией HeiQ. Волокна, используемые для формирования фитилей, могут быть использованы отдельно, в связках, в форме тканой ткани (включая сетки и оплетки) или в форме нетканой ткани. Для изменения капиллярного действия фитиля также можно управлять пористостью материала фитиля, включая управление средним размером пор и полной пористостью. Отдельные фитили также могут иметь различные длины. Термин "фитиль" также охватывает капиллярные трубки, и может быть использована любая комбинация элементов, обеспечивающая необходимое капиллярное действие.
[00115] Несмотря на то что использование фитилей давно известно, уровень техники прежде не сталкивался с недостатками, которые могут препятствовать качеству аэрозоля, генерируемого, когда композиция прекурсора аэрозоля посредством фитиля подается в нагреватель для аэрозолирования. Например, каждый из отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля может быть перемещен с различными скоростями вдоль одиночного фитиля, сформированного из конкретного материала. Таким образом, соотношение компонентов в нагревателе может отличаться от соотношения компонентов в исходной композиции прекурсора аэрозоля, поскольку один компонент может впитываться в фитиль и поступать в нагреватель быстрее или медленнее, чем другие компоненты композиции прекурсора аэрозоля. Аналогично, отдельные компоненты композиции прекурсора аэрозоля могут иметь различные характеристики аэрозолирования (например, скорость аэрозолирования или температуру, при которой происходит образование аэрозоля). Если композиция прекурсора аэрозоля в резистивном нагревающий элементе подвергается действию фактически однородной температуры (или действию входящей тепловой энергии), отдельные компоненты композиции прекурсора аэрозоля могут быть распылены в аэрозоль по-разному, так что однородный состав аэрозоля не будет достигнут в каждой затяжке с использованием изделия. Например, первые затяжки с использованием изделия могут быть непроизвольно обогащены компонентами композиции прекурсора аэрозоля, которые имеют самую низкую температуру испарения. Таким образом желательно создать систему для перемещения/нагрева согласно настоящему изобретению, которая может перемещать и нагревать различные химические компоненты композиции прекурсора аэрозоля с управляемой скоростью для достижения однородного химического состава затяжки.
[00116] Описанные в настоящем изобретении курительные изделия обеспечивают генерацию аэрозолей необходимого состава путем управления скоростью перемещения и нагревания компонентов композиции прекурсора аэрозоля. Такие курительные изделия в целом могут содержать зону аэрозолизации, содержащую систему для нагрева, которая может быть сформирована по меньшей мере из одного резистивного нагревательного элемента или другого нагревателя. Зона аэрозолизации может быть определена как область, в которой композиция прекурсора аэрозоля находится в контакте с нагревателем или в достаточной степени близко к нагревателю, так что тепло, генерируемое нагревателем, вызывает испарение композиции прекурсора аэрозоля для формования аэрозоля. Зона аэрозолизации может быть областью, в которой один или большее количество перемещающих элементов пространственно выровнены с одним или большим количеством нагревателей таким образом, что жидкие компоненты, перемещаемые одним или большим количеством перемещающих элементов, нагреваются одним или большим количеством нагревателей для испарения и формирования аэрозоля.
[00117] Курительное изделие согласно настоящему изобретению также в общем содержит источник электрической энергии, который электрически соединен по меньшей мере с одним нагревателем. Также могут быть использованы различные регулирующие элементы, описанные выше.
[00118] Кроме того, курительное изделие содержит композицию прекурсора аэрозоля, который может включать множество компонентов, как описано выше. Как правило, композиция прекурсора аэрозоля будет сформирована из первого компонента и по меньшей мере второго компонента. Таким образом, композиция прекурсора аэрозоля может быть сформирована из множества компонентов. Композиция прекурсора аэрозоля размещена в курительном изделии с возможностью сообщения по текучей среде с зоной аэрозолизации таким образом, что композиция прекурсора аэрозоля перемещается из компонента для хранения, т.е. одного или большего количества резервуаров в зону аэрозолизации. Такое перемещение, в частности, может быть осуществлено путем капиллярного действия, более конкретно, вдоль фитиля или подобного компонента. По меньшей мере два отдельных компонента композиции прекурсора аэрозоля предпочтительно отдельно перемещены в зону аэрозолизации. Такое отдельное перемещение может означать, что все содержание по меньшей мере одного компонента композиции прекурсора аэрозоля перемещается средством (например, фитилем), которым не перемещается по меньшей мере один другой компонент композиции прекурсора аэрозоля. Отдельное перемещение в этом отношении может быть применено к каждому отдельному компоненту композиции прекурсора аэрозоля или любой комбинации отдельных компонентов. Например, в четырехкомпонентной композиции прекурсора аэрозоля компонент 1 может быть перемещен первым перемещающим элементом, и компоненты 2, 3 и 4 могут быть перемещены вторым перемещающим элементом. Согласно другому варианту реализации компоненты 1 и 2 могут быть перемещены первым перемещающим элементом, и компоненты 3 и 4 могут быть перемещены вторым перемещающим элементом. Аналогично, компонент 1 может быть перемещен первым перемещающим элементом, компонент 2 может быть перемещен вторым перемещающим элементом, и компоненты 3 и 4 могут быть перемещены третьим перемещающим элементом. Согласно еще одному дополнительному варианту реализации компонент 1 может быть перемещен первым перемещающим элементом, компонент 2 может быть перемещен вторым перемещающим элементом, компонент 3 может быть перемещен третьим перемещающим элементом, и компонент 4 может быть перемещен четвертым перемещающим элементом. Отдельное перемещение согласно другим вариантам реализации может означать, что большая часть по меньшей мере одного компонента, используемого в композиции прекурсора аэрозоля, перемещена средством, которым не перемещается большая часть по меньшей мере одного другого компонента, используемого в композиции прекурсора аэрозоля. В таких вариантах реализации отдельным перемещающим элементом может быть отдельно перемещены больше 50%, больше 60%, больше 70%, больше 80%, больше 90% или больше 95% по весу отдельного компонента в композиции прекурсора аэрозоля. Согласно конкретным вариантам реализации отдельное перемещение может означать, что 100% по весу отдельного компонента в композиции прекурсора аэрозоля перемещены отдельным перемещающим элементом. Схожим образом, отдельное перемещение может включать перемещение того же самого соединения посредством двух или большего количества различных перемещающих элементов, причем каждый различный перемещающий элемент перемещает компоненты в различных соотношениях. Кроме того, в некоторых вариантах реализации каждый отдельный компонент, входящий в композицию прекурсора аэрозоля, может быть сформирован только из одиночного вещества. Аналогично, отдельные компоненты могут явно различаться тем, что не содержат перекрывающихся веществ между отдельными компонентами.
[00119] В дополнение к вышесказанному, отдельное перемещение не означает отдельное перемещение вдоль всего маршрута. Например, компонент 1 композиции прекурсора аэрозоля может быть сохранен в резервуаре 1 и перемещен перемещающим элементом 1, и компонент 2 композиции прекурсора аэрозоля может быть сохранен в резервуаре 2 и перемещен перемещающим элементом 2. В некоторой точке перед подачей в зону аэрозолизации (или, в частности, перед контактом с нагревателем) два отдельных перемещающих элемента могут быть комбинированы или сведены в одиночный перемещающий элемент для упрощения нагревания. Поскольку отдельные компоненты перемещались по меньшей мере частично от резервуара к зоне аэрозолизации отдельными перемещающими элементами, перемещение компонентов может считаться раздельным. Например, если используются фитили, отдельные фитили могут быть сплетены в один фитиль в зоне аэрозолизации.
[00120] Для достижения управляемой скорости перемещения и нагревания компонентов композиции прекурсора аэрозоля, как описано в настоящем изобретении, могут быть использованы различные комбинации одного или большего количества резервуаров, одного или большего количества перемещающих элементов и одного или большего количества нагревателей, все из которых имеют различные конструкции и сформированы из различных материалов. Согласно одному варианту реализации для хранения композиции прекурсора аэрозоля может быть использован одиночный резервуар, и для перемещения компонентов композиции прекурсора аэрозоля к зоне аэрозолизации могут быть использованы множество перемещающих элементов. Например, множество отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля могут быть физически разделены в резервуаре (например, резервуаре в форме капсулы, имеющей множество отсеков) для размещения в двух или большем количестве отдельных отсеков, и два или большее количество перемещающих элементов (например, отдельных перемещающих элементов для каждого отсека) могут быть использованы для перемещения соответствующих компонентов из отсеков к зоне аэрозолизации.
[00121] Перемещающий элемент, используемый для перемещения компонента (или группы из двух или большего количества компонентов) композиции прекурсора аэрозоля, может быть предназначен для поддерживания конкретных характеристик компонента, который должен быть перемещен. Например, в отношении фитилей, для компонента, который может впитываться в фитиль с уменьшенной скоростью, чем другие компоненты композиции прекурсора аэрозоля, фитиль для медленно впитывающегося компонента может быть сконструирован с возможностью обеспечения повышенной скорости впитывания. Объем защиты настоящего изобретения охватывает различные конструкции фитиля (или комбинации перемещающих элементов различных типов), которые могут быть подходящими для использования при обеспечении настраиваемых характеристик перемещения, которые могут быть использованы с конкретными компонентами композиции прекурсора аэрозоля для достижения стабильного аэрозоля с высокой степенью повторяемости.
[00122] В некоторых вариантах реализации, в которых используется впитывание в фитиль, поперечное сечение фитиля может быть выбрано с возможностью достижения необходимого результата. Типичные волокна имеют по существу круглое поперечное сечение, и изменяющаяся форма поперечного сечения волокна может увеличить площадь поверхности волокна на денье и, таким образом, улучшить впитывание фитиля вдоль волокон. Например, волокно может быть сформировано с продольными пазами, которые предназначены для облегчения впитывания в фитиль, такое как волокно 4DG (имеющееся в продаже в компании Fiber Innovation Technology), и со звездообразным поперечным сечением (имеющееся в продаже в компании Alasso Industries). Волокна, имеющие X-образную или Y-образную форму поперечного сечения, также могут быть использованы для управляемого впитывания в фитиль.
[00123] Впитывающие свойства волокон также могут быть изменены путем физической модификации сформированного волокна. Например, волокна могут быть процарапаны или частично разрезаны вдоль их длины для увеличения полной открытой площади поверхности волокна. Такие царапины или разрезы могут быть выполнены под любым углом больше чем 0° и меньше чем 180° относительно оси волокна.
[00124] Согласно другим вариантам реализации по меньшей мере часть волокна, используемого в фитиле, может быть предназначена для облегчения радиального впитывания в фитиль. Нити непрерывного волокна, такого как стекловолокно, имеют тенденцию к облегчению впитывания в основном вдоль оси нити, т.е. осевого впитывания в фитиль. Благодаря соответствующей конструкции, нить также облегчает радиальное впитывание в фитиль, т.е. впитывание в наружном направлении от оси нити. Например, радиальное впитывание в фитиль может быть облегчено за счет конструкции фитиля с беспорядочно ориентированным волокном или приданием поверхности волокна фибриллярной структуры. Такая конструкция, в частности может быть подходящей для использования в области нитей, которые находятся рядом или в контакте с нагревателем, поскольку это может вызвать увеличение количества композиции прекурсора, доступного для генерирования аэрозоля в конкретной области нагревателя. Подобный эффект может быть достигнут, например, с использованием частиц или бусин, которые могут быть спечены или другим способом соединены друг с другом для образования непрерывной структуры фитиля.
[00125] Кроме того, волокна материала фитиля могут быть обработаны или снабжены покрытием для усиления (или ослабления в случае необходимости) впитывающего действия волокна. Кроме того, может быть использован выбор материала волокна для усиления или ослабления впитывающего действия и, таким образом, управления скоростью впитывания в фитиль конкретного компонента композиции прекурсора аэрозоля. Впитывание в фитиль также может быть индивидуализировано путем выбора размеров волокон, используемых в фитилях, и полных размеров фитиля, включая длину фитиля и диаметр фитиля.
[00126] Тип материала, используемого для формирования индивидуальных фитилей, также может быть индивидуализирован для перемещения соединений конкретных типов. Например, один или большее количество фитилей могут быть сформированы из гидрофобных материалов для преимущественного впитывания гидрофобных жидкостей. Кроме того, один или большее количество фитилей могут быть сформированы из гидрофильных материалов для преимущественного впитывания гидрофильных жидкостей. Кроме того, один или большее количество фитилей могут быть сформированы из материалов, которые не являются ни гидрофильными, ни гидрофобными, например такие как естественные материалы, для преимущественного пропитывания жидкостями, которые не являются ни значительно поляризованными, ни значительно неполяризованными.
[00127] Согласно некоторым вариантам реализации фитиль может взаимодействовать с нагревателем таким образом, что нагреватель по существу окружает часть фитиля. Например, как показано в варианте реализации на фиг. 1, нагреватель представляет собой проводник, свернутый в спираль вокруг фитиля. Согласно другим вариантам реализации по меньшей мере часть нагревателя может быть размещена внутри фитиля. Например, в качестве фитиля может быть использована плетеная втулка из волокна с катушкой из резистивного проводника в качестве нагревательного элемента, расположенной внутри. Схожим образом, проводник нагревателя может быть встроен внутрь пористой впитывающей структуры или включен внутрь тканой или нетканой ткани.
[00128] Таким образом, фитиль (или другой перемещающий элемент) может быть согласован с компонентом или группой компонентов для достижения необходимой скорости перемещения на основании данных, показывающих скорость перемещения отдельных компонентов посредством выбранного перемещающего элемента. Таким образом, путем выбора соответствующего перемещающего элемента отдельные компоненты композиции прекурсора аэрозоля могут быть перемещены в зону аэрозолизации по существу с одинаковой скоростью таким образом, что в случае необходимости состав сформированного аэрозоля наиболее близко и точно соответствует исходному составу композиции прекурсора аэрозоля. В зависимости от компонентов, используемых в композиции прекурсора аэрозоля, конструкции перемещающих элементов могут быть выбраны для преимущественного извлечения конкретных компонентов из общего резервуара. Таким образом, в одиночном резервуаре, содержащем композицию прекурсора аэрозоля, могут быть использованы два или большее количество перемещающих элементов различной конструкции таким образом, что один или большее количество компонентов композиции прекурсора аэрозоля преимущественно перемещены вдоль одного перемещающего элемента, и один или большее количество отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля преимущественно перемещены вдоль одного или большего количества других перемещающих элементов.
[00129] Согласно некоторым вариантам реализации управление перемещением отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля, в частности, может быть облегчено путем использования множества резервуаров, причем в каждом резервуаре использован отдельный перемещающий элемент для перемещения компонентов композиции прекурсора аэрозоля в зону аэрозолизации. Один такой пример показан на фиг. 4. Как показано на чертеже, картридж 90 содержит первый слой 201 резервуара и второй слой 202 резервуара, каждый из которых согласно данному варианту реализации представляет собой слой нетканых волокон в форме трубки, окружающей внутреннюю часть корпуса 91 картриджа. Первый слой 201 резервуара содержит по меньшей мере один компонент композиции прекурсора аэрозоля, и второй слой 202 резервуара содержит по меньшей мере один отдельный компонент композиции прекурсора аэрозоля. Жидкие компоненты, например, могут быть удержаны сорбционными силами в слоях резервуара. Согласно одному варианту реализации первый слой 201 резервуара может содержать многоатомный спирт, такой как глицерин, и дополнительный компонент, такой как никотин, и второй слой 202 резервуара может содержать другой многоатомный спирт, такой как пропиленгликоль. Первый слой 201 резервуара соединен по текучей среде с первым перемещающим элементом 301 (фитилем в этом варианте реализации), и второй слой 202 резервуара соединен по текучей среде со вторым перемещающим элементом 302 (фитилем в этом варианте реализации). Первый фитиль 301 и второй фитиль 302 раздельно перемещают компоненты композиции прекурсора аэрозоля, сохраненного в соответствующих слоях резервуара, посредством капиллярного действия в зону 400 аэрозолизации картриджа 90. Как показано на чертеже, первый фитиль 301 и второй фитиль 302 по существу сходятся в зоне 400 аэрозолизации для формирования одиночного фитиля, который находится в прямом контакте с резистивным нагревательным элементом 50, выполненным в форме металлической проводной катушки согласно данному варианту реализации. Как описано в настоящем изобретении, фитили могут иметь одинаковую конструкцию, или каждый фитиль может иметь отличающуюся конструкцию или структуру (т.е., различную форму поперечного сечения; иметь волокна различного типа; материал различного типа; иметь волокна с различной обработкой поверхностей или волокна без обработки поверхностей, такие как волокна с покрытием или процарапанные волокна; тканые или нетканые; с увеличенным или уменьшенным количеством волокон; иметь волокна различных размеров или иметь общие различные размеры). Таким образом, использование отдельных фитилей обеспечивает возможность настройки впитывания отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля, такой как изменение скорости впитывания конкретных компонентов или изменение полного количества конкретных компонентов, которые путем пропитывания фитиля перемещаются к зоне аэрозолизации.
[00130] При использовании, если пользователь втягивает воздух из изделия 10, резистивный нагревательный элемент 50 активируется (например, посредством датчика затяжки), и компоненты композиции прекурсора аэрозоля испаряются в зоне 400 аэрозолизации. При всасывании из ротового конца 11 изделия 10 окружающий воздух поступает в воздухозаборник 17 и проходит сквозь центральное отверстие в приемном гнезде 60 и центральное отверстие во вставке 65. В картридже 90 втянутый воздух поступает сквозь воздушный канал 230 в трубке 220 и смешивается со сформированным паром в зоне 400 аэрозолизации для образования аэрозоля. Аэрозоль вытягивается из зоны аэрозолизации, проходит вдоль воздушного канала 260 в трубке 250 и сквозь ротовое отверстие 18 в ротовом конце 11 изделия 10. После испарения композиции прекурсора аэрозоля в зоне аэрозолизации дополнительное количество отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля перемещается вдоль фитилей в зону аэрозолизации за счет капиллярного действия по меньшей мере для частичного насыщения фитиля в зоне аэрозолизации, и, таким образом, может быть сформирован дополнительный аэрозоль, если пользователь выполняет следующую затяжку из изделия. Следует понимать, что такие подходящие варианты реализации не должны рассматриваться как ограничение объема защиты настоящего изобретения, и для достижения той же самой функции формирования улучшенного аэрозоля, который вдыхается из изделия в ротовое отверстие пользователя, могут быть использованы другие конструкции или компоненты.
[00131] Несмотря на то что на фиг. 4 показано использование двух отдельных резервуаров и двух отдельных перемещающих элементов, изобретение не ограничивается показанным вариантом реализации. Вместо этого, количество используемых резервуаров и перемещающих элементов может изменяться в зависимости от количества компонентов, используемых в композиции прекурсора аэрозоля, и потребности в отдельном перемещении различных компонентов для достижения заданного состава аэрозоля. Таким образом, одиночный резервуар может быть использован с множеством перемещающих элементов таким образом, что два или большее количество компонентов композиции прекурсора аэрозоля, сохраненного в одиночном резервуаре, раздельно перемещаются из резервуара к зоне аэрозолизации. Аналогично, множество резервуаров может быть комбинировано с множеством перемещающих элементов таким образом, что множество отдельных компонентов, сохраненных в отдельных резервуарах, раздельно перемещаются из резервуаров к зоне аэрозолизации. Таким образом, могут быть использованы один, два, три, четыре, пять или даже большее количество резервуаров в сочетании с двумя, тремя, четырьмя, пятью или даже большим количеством перемещающих элементов.
[00132] Использование отдельных перемещающих элементов для перемещения отдельных компонентов композиции прекурсора аэрозоля может быть подходящим для нормализации скорости перемещения отдельных компонентов к зоне аэрозолизации. Например, в случае впитывания, если выяснилось, что один компонент впитывается медленнее, чем другие компоненты, указанный медленно впитывающийся компонент может быть сохранен в отдельном резервуаре и перемещен в зону аэрозолизации с использованием фитиля, который сконструирован с возможностью увеличения скорости впитывания данного компонента. Таким образом, скорости впитывания различных компонентов могут быть нормализованы таким образом, что скорости впитывания компонентов композиции прекурсора аэрозоля вдоль соответствующих им фитилей могут различаться примерно на 25% или меньше, примерно 20% или меньше, примерно 15% или меньше, примерно 10% или меньше или примерно 5% или меньше. Для настройки скорости перемещения различных компонентов композиции прекурсора аэрозоля также могут быть использованы комбинации перемещающих элементов различных типов.
[00133] В дополнение к использованию множества резервуаров и перемещающих элементов, в курительном изделии согласно настоящему изобретению также может быть использовано множество резистивных нагревательных элементов. Например, на фиг. 5 показано поперечное сечение картриджа 90, который по существу идентичен картриджу, показанному на фиг. 4, за исключением того, что для формирования аэрозоля путем раздельного нагревания двух или большего количества компонентов композиции прекурсора аэрозоля использованы два резистивных нагревательных элемента (55, 56). В частности, на чертеже, изображающем данный вариант реализации курительного изделия 10, показаны гильза 15, трубка 250 аэрозольного канала, образующая аэрозольный канал 260, и слой 202 резервуара, расположенный между трубкой аэрозольного канала и гильзой. Сквозь аэрозольный канал может быть виден первый перемещающий элемент 301, который сообщается по текучей среде с первым слоем резервуара (не виден), и второй перемещающий элемент 302, который сообщается по текучей среде со вторым слоем 202 резервуара. Первый перемещающий элемент 301 находится в контакте с первым резистивным нагревательным элементом 55 в зоне 400 аэрозолизации, и второй перемещающий элемент 302 находится в контакте со вторым резистивным нагревательным элементом 56, также расположенным в зоне аэрозолизации. Первый перемещающий элемент перемещает первый компонент композиции прекурсора аэрозоля из первого слоя резервуара к первому резистивному нагревательному элементу, и второй перемещающий элемент перемещает второй компонент композиции прекурсора аэрозоля из второго слоя резервуара ко второму резистивному нагревательному элементу. Таким образом, отдельные компоненты, перемещаемые к отдельным нагревательным элементам, могут быть нагреты до различных температур для обеспечения улучшенного аэрозоля для вдыхания пользователем. Кроме того, использование множества нагревателей может обеспечить использование уменьшенных отдельных нагревателей, использование уменьшенного перемещающего элемента, нагреваемого отдельными нагревателями, и может снизить количество электроэнергии, потребляемой каждым нагревателем для формирования аэрозоля. Использование отдельных нагревателей аналогично может обеспечить индивидуализированный поток энергии к каждому нагревателю таким образом, что только необходимое для испарения конкретного компонента или компонентов композиции прекурсора аэрозоля количество электроэнергии будет доставлено каждому конкретному нагревателю. Температура генерирования аэрозоля отдельных нагревателей может быть по существу одинаковой или может быть различной. Согласно некоторым вариантам реализации температура генерирования аэрозоля отдельных нагревателей может отличаться на 2°C или больше, 5°C или больше, 10°C или больше, 20°C или больше, 30°C или больше или 50°C или больше. В случае использования трех или большего количества нагревателей, некоторые из нагревателей могут быть нагреты до температур генерирования аэрозоля, которые являются по существу одинаковыми. Например, в случае использования трех нагревателей температура нагревателей 1 и 2 по существу может быть той же самой, а температура нагревателя 3 может быть отличающейся.
[00134] Как указано выше, курительное изделие согласно настоящему изобретению не ограничивается использованием только одного или только двух нагревательных элементов. Вместо этого, курительное изделие может содержать любое количество нагревательных элементов вплоть до количества отдельных компонентов, формирующих композицию прекурсора аэрозоля.
[00135] В дополнение к вышесказанному, управляющий корпус и картридж могут быть охарактеризованы в отношении полной длины. Например, управляющий корпус может иметь длину от примерно 50 мм до примерно 110 мм, от примерно 60 мм до примерно 100 мм или от примерно 65 мм до примерно 95 мм. Картридж может иметь длину от примерно 20 мм до примерно 60 мм, от примерно 25 мм до примерно 55 мм или от примерно 30 мм до примерно 50 мм. Полная длина комбинированных картриджа и управляющего корпуса (или полная длина курительного изделия согласно настоящему изобретению, выполненного в форме одиночной, унифицированной гильзы) приблизительно может быть равна или меньше, чем длина типичной сигареты, например от примерно 70 мм до примерно 130 мм, от примерно 80 мм до примерно 125 мм или от примерно 90 мм до примерно 120 мм.
[00136] Несмотря на то что картридж и управляющий корпус могут быть соединены вместе в качестве полного курительного изделия или изделия для доставки лекарства в целом, компоненты также могут поставляться отдельно. Например, объем защиты настоящего изобретения также охватывает одноразовый блок для использования с курительным изделием многократного использования или изделием многократного использования для доставки лекарства.
[00137] Согласно конкретным вариантам реализации одноразовый блок или картридж согласно настоящему изобретению могут быть по существу идентичными картриджу, описанному выше со ссылкой на сопроводительные чертежи. Таким образом, одноразовый картридж по существу может содержать корпус картриджа трубчатой формы, имеющий дальний крепежный конец, выполненный с возможностью взаимодействия с курительным изделием многократного использования или изделием для доставки лекарства, и противоположный ротовой конец, выполненный с обеспечением возможности прохода сформированного пара и любых других пригодных для вдыхания материалов к потребителю. Корпус картриджа может ограничивать внутреннее пространство картриджа, которое содержит дополнительные компоненты картриджа. В частности, внутреннее пространство картриджа может содержать один или большее количество резервуаров для хранения множества компонентов композиции прекурсора аэрозоля, один или большее количество нагревателей, расположенных внутри зоны аэрозолизации, для испарения композиции прекурсора аэрозоля и множество перемещающих элементов, которые перемещают компоненты композиции прекурсора аэрозоля из резервуара или резервуаров к нагревателю или нагревателям, которые могут быть описаны как сообщающиеся друг с другом по текучей среде. Внутренняя поверхность корпуса картриджа может содержать слой размещенного на ней изолирующего материала, и остальные компоненты картриджа могут быть расположены во внутреннем пространстве картриджа, с внутренней стороны слоя изолирующего материала. Кроме того, один или большее количество резервуаров могут быть выполнены в форме одного или большего количества слоев пористого материала, который может функционировать в качестве слоя изолирующего материала, а также в качестве резервуара. Картридж дополнительно может содержать аппаратные средства (например, электрический монтаж, электрические выводы, электрические контакты и т.п.) для облегчения протекания электрического тока в нагревателе или нагревателях. Указанные дополнительные аппаратные средства могут быть использованы для осуществления наружного электрического соединения, т.е. средства для электрического соединения с источником энергии, если одноразовый картридж взаимодействует с управляющим корпусом многократного использования. Например, одноразовый картридж может содержать электрический штепсель, проходящий из дальнего крепежного конца картриджа, который может взаимодействовать с розеткой в приемном гнезде управляющего корпуса. Одноразовый картридж также может содержать крепежное средство, такое как резьба, байонетные фланцы или тому подобные средства для облегчения механического соединения с управляющим корпусом.
[00138] В дополнение к одноразовому блоку настоящее изобретение дополнительно может быть охарактеризовано как обеспечивающее отдельный управляющий корпус для использования в курительном изделии многократного использования или изделии многократного использования для доставки лекарства. Согласно конкретным вариантам реализации управляющий корпус в целом может быть сформирован из гильзы, имеющей ближний крепежный конец (который может иметь выполненное в нем одно или большее количество отверстий) для приема крепежного конца отдельно изготовленного картриджа. Управляющий корпус дополнительно может содержать источник энергии (т.е., источник электрической энергии), который может электрически соединен с один или большим количеством вспомогательных компонентов управляющего корпуса, включая компоненты, которые облегчают электрическое соединение с отдельно изготовленным картриджем. Управляющий корпус также может содержать дополнительные компоненты, включая компоненты для активирования электрического тока в нагревательном элементе и компоненты для регулирования указанного электрического тока для поддерживания необходимой температуры в течение необходимого времени и/или циклического повторения протекания электрического тока или прекращения протекания электрического тока при достижении необходимой температуры, или для нагрева нагревательного элемента в течение необходимого периода времени. Таким образом, управляющий корпус может содержать датчик расхода и дополнительные управляющие компоненты. Управляющий корпус дополнительно может содержать одну или большее количество кнопок, связанных с одним или обоими из компонентов, для активации электрического тока. Управляющий блок даже дополнительно может содержать индикаторы, такие как светодиоды, указывающие, что нагреватель нагревает, и/или указывающие количество затяжек, оставшихся в картридже, который в настоящий момент используется с управляющим блоком. Управляющий корпус также может содержать крепежное средство, такое как резьба или байонетные фланцы или тому подобное, для облегчения механического соединения с картриджем.
[00139] Несмотря на то что на различных, описанных в настоящем изобретении чертежах, показаны управляющий корпус и картридж во взаимодействии, следует понимать, что управляющий корпус и картридж могут быть представлены как отдельные устройства. Соответственно, любое обсуждение, иным образом приведенное в настоящем изобретении, относительно компонентов в сочетании, также должно относиться к управляющему корпусу и картриджу как к индивидуальным и отдельным компонентам.
[00140] Согласно другому аспекту настоящее изобретение может относиться к наборам, которые содержат множество компонентов, описанных в настоящем изобретении. Например, набор может содержать управляющий корпус с одним или большим количеством картриджей. Набор дополнительно может содержать управляющий корпус с одним или большим количеством зарядных устройств. Набор дополнительно может содержать управляющий корпус с одной или большим количеством батарей. Набор дополнительно может содержать управляющий корпус с одним или большим количеством картриджей и одним или большим количеством зарядных устройств и/или одним или большим количеством батарей. Согласно другим вариантам реализации набор может содержать множество картриджей. Набор дополнительно может содержать множество картриджей и одну или большее количество батарей и/или одно или большее количество зарядных устройств. Наборы согласно настоящему изобретению дополнительно могут содержать кейс (или другой компонент для упаковки, ношения или хранения), в котором размещен один или большее количество дополнительных компонентов набора. Кейс может быть твердым или мягким контейнером многократного использования. Кроме того, кейс может быть простой коробкой или другой упаковочной конструкцией.
[00141] Специалист может сделать различные модификации в настоящем изобретении и найти другие варианты его реализации после ознакомления с его описанием, представленным в настоящем изобретении со ссылкой на сопроводительные чертежи. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не должно быть ограничено конкретными вариантами реализации, описанными в настоящем изобретении, и модификации и другие варианты реализации настоящего изобретения должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения, определенный в пунктах приложенной формулы. Несмотря на то что в настоящем изобретении использованы конкретные термины, указанные термины использованы только в родовом и описательном смысле, но не в целях ограничения.