УСТРОЙСТВО ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ, СООТВЕТСТВУЮЩИЙ АППАРАТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
AEROSOL DELIVERY DEVICE, CORRESPONDING APPARATUS AND METHOD OF ITS PRODUCTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для генерирования аэрозоля (например, курительные изделия, обычно называемые электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, выполненные или полученные из табака, либо иным образом содержать табак, при этом предшественник способен образовывать пригодное для вдыхания вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] За многие годы было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, полученных в результате сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего материала, либо в попытке создания ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в существенной степени. Например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патенте США №7726320 (Robinson и др.), публикациях патентных заявок США №2013/0255702 (Griffith Jr. и др.) и №2014/0096781 (Sears и др.). Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, на которые дана ссылка по торговой марке или коммерческому обозначению, представлены в патентной заявке США №14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 года.
[0003] Могут быть необходимы улучшения для таких типов курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников. Например, может быть необходимо избегать прямого взаимодействия или физического контакта между предшественником аэрозоля и нагревательным элементом, предназначенным для испарения предшественника аэрозоля, для образования аэрозоля. Таким образом, могут быть уменьшены или устранены обугливание или другие относящиеся к нагреву недостатки, связанные с устройством/аппаратом для выдачи предшественника аэрозоля. Кроме того, также могут быть уменьшены или устранены проблемы, связанные с взаимодействием между предшественником аэрозоля и углеродным элементом, такие как, например, короткое замыкание, эрозия, возгорание, обугливание или т.п. Более того, для таких типов курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников может быть необходимо иметь более быстрый нагрев/время отклика на нагрев с улучшенным (уменьшенным) потреблением энергии для увеличения срока службы источника питания.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Более конкретно, вышеуказанные и другие потребности удовлетворены аспектами настоящего изобретения, в котором в одном аспекте предложено устройство доставки аэрозоля, содержащее управляющий корпус и картридж, последовательно введенный во взаимодействие с управляющим корпусом, причем картридж содержит источник предшественника аэрозоля, заключающий в себе предшественник аэрозоля, и задает мундштучное отверстие, выполненное с возможностью направления аэрозоля через него пользователю. Нагревательное устройство функционально введено во взаимодействие с картриджем, причем нагревательное устройство содержит электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой. Нагревательное устройство выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0005] В другом аспекте настоящего изобретения предложен аппарат для образования аэрозоля, содержащий источник предшественника аэрозоля, заключающий в себе предшественник аэрозоля, и нагревательное устройство, содержащее электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой. Нагревательное устройство выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0006] В дополнительном аспекте настоящего изобретения предложен способ получения устройства доставки аэрозоля. Такой способ включает введение источника предшественника аэрозоля, заключающего в себе предшественник аэрозоля, в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, содержащим электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой, причем нагревательное устройство выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0007] Таким образом, раскрытие настоящего изобретения включает в себя, без ограничения, следующие варианты осуществления:
[0008] Вариант осуществления 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее управляющий корпус, картридж, последовательно введенный во взаимодействие с управляющим корпусом и содержащий источник предшественника аэрозоля, заключающий в себе предшественник аэрозоля, при этом картридж задает мундштучное отверстие, выполненное с возможностью направления аэрозоля через него пользователю; и нагревательное устройство, функционально введенное во взаимодействие с картриджем между источником предшественника аэрозоля и мундштучным отверстием, причем нагревательное устройство содержит электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой, и выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0009] Вариант осуществления 2: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, содержащее устройство доставки, функционально введенное во взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой, причем устройство доставки выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку.
[0010] Вариант осуществления 3: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором электропроводящий углеродный элемент содержит электропроводящий графеновый элемент.
[0011] Вариант осуществления 4: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором электропроводящий углеродный элемент содержит электропроводящий квадратный графеновый лист.
[0012] Вариант осуществления 5: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, содержащее электрическую схему, введенную во взаимодействие с углеродным элементом, причем углеродный элемент представляет собой резистивный элемент, выполненный с возможностью выработки тепла при подаче электрического тока от электрической схемы.
[0013] Вариант осуществления 6: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором источник предшественника аэрозоля выполнен с возможностью выдачи предшественника аэрозоля на поверхность теплопроводящей подложки, причем поверхность теплопроводящей подложки противоположна углеродному элементу и направлена к мундштучному отверстию.
[0014] Вариант осуществления 7: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором устройство доставки содержит насосный аппарат или фитильную конструкцию.
[0015] Вариант осуществления 8: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором теплопроводящая подложка содержит теплопроводящее стекло, термопроводящий диэлектрический материал или теплопроводящий композиционный материал.
[0016] Вариант осуществления 9: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент расположен между двумя слоями теплопроводящей подложки.
[0017] Вариант осуществления 10: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором теплопроводящая подложка расположена перпендикулярно продольной оси картриджа.
[0018] Вариант осуществления 11: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором теплопроводящая подложка выполнена в виде полого цилиндра, образующего внутренний канал, причем углеродный элемент введен во взаимодействие с наружной поверхностью полого цилиндра.
[0019] Вариант осуществления 12: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент частично проходит вокруг наружной поверхности полого цилиндра таким образом, что оставшаяся поверхность полого цилиндра, не введенная во взаимодействие с углеродным элементом, направлена к мундштучному отверстию.
[0020] Вариант осуществления 13: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент расположен между двумя концентрическими полыми цилиндрами теплопроводящей подложки.
[0021] Вариант осуществления 14: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, содержащее устройство доставки, функционально введенное во взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой, причем устройство доставки представляет собой капиллярный элемент, сообщающийся по текучей среде с источником предшественника аэрозоля и проходящий во внутренний канал полого цилиндра, причем устройство доставки выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку во внутреннем канале.
[0022] Вариант осуществления 15: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором капиллярный элемент выполнен с возможностью сифонирования предшественника аэрозоля из источника предшественника аэрозоля и с возможностью выдачи предшественника аэрозоля через свой выпускной конец на внутреннюю поверхность полого цилиндра, образующего внутренний канал.
[0023] Вариант осуществления 16: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором полый цилиндр выполнен с образованием по меньшей мере одной поры, проходящей от внутреннего канала до наружной поверхности, причем указанная по меньшей мере одна пора выполнена и расположена таким образом, что через нее обеспечена возможность выдачи аэрозоля, образованного предшественником аэрозоля, выданным на внутреннюю поверхность полого цилиндра, при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку, по направлению к мундштучному отверстию.
[0024] Вариант осуществления 17: Устройство в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент выполнен таким, чтобы иметь сопротивление 3 Ом/(кв. единицу).
[0025] Вариант осуществления 18: Аппарат для образования аэрозоля, содержащий источник предшественника аэрозоля, заключающий в себе предшественник аэрозоля, и нагревательное устройство, содержащее электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой, причем нагревательное устройство выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0026] Вариант осуществления 19: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, содержащий устройство доставки, функционально введенное во взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой, причем устройство доставки выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку.
[0027] Вариант осуществления 20: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором электропроводящий углеродный элемент содержит электропроводящий графеновый элемент.
[0028] Вариант осуществления 21: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором электропроводящий углеродный элемент содержит электропроводящий квадратный графеновый лист.
[0029] Вариант осуществления 22: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, содержащий электрическую схему, введенную во взаимодействие с углеродным элементом, причем углеродный элемент представляет собой резистивный элемент, выполненный с возможностью выработки тепла при подаче электрического тока от электрической схемы.
[0030] Вариант осуществления 23: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором источник предшественника аэрозоля выполнен с возможностью выдачи предшественника аэрозоля на поверхность теплопроводящей подложки, причем поверхность теплопроводящей подложки противоположна углеродному элементу.
[0031] Вариант осуществления 24: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором устройство доставки содержит насосный аппарат или фитильную конструкцию.
[0032] Вариант осуществления 25: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором теплопроводящая подложка содержит теплопроводящее стекло, термопроводящий диэлектрический материал или теплопроводящий композиционный материал.
[0033] Вариант осуществления 26: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент расположен между двумя слоями теплопроводящей подложки.
[0034] Вариант осуществления 27: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором теплопроводящая подложка выполнена в виде полого цилиндра, образующего внутренний канал, причем углеродный элемент введен во взаимодействие с наружной поверхностью полого цилиндра.
[0035] Вариант осуществления 28: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент частично проходит вокруг наружной поверхности полого цилиндра.
[0036] Вариант осуществления 29: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент расположен между двумя концентрическими полыми цилиндрами теплопроводящей подложки.
[0037] Вариант осуществления 30: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, содержащий устройство доставки, функционально введенное во взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой, причем устройство доставки представляет собой капиллярный элемент, сообщающийся по текучей среде с источником предшественника аэрозоля и проходящий во внутренний канал полого цилиндра, причем устройство доставки выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку во внутреннем канале.
[0038] Вариант осуществления 31: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором капиллярный элемент выполнен с возможностью сифонирования предшественника аэрозоля из источника предшественника аэрозоля, и с возможностью выдачи предшественника аэрозоля через свой выпускной конец на внутреннюю поверхность полого цилиндра, образующего внутренний канал.
[0039] Вариант осуществления 32: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором полый цилиндр выполнен с образованием по меньшей мере одной поры, проходящей от внутреннего канала до наружной поверхности, причем указанная по меньшей мере одна пора выполнена и расположена таким образом, что через нее обеспечена возможность выдачи аэрозоля, образованного предшественником аэрозоля, выданным на внутреннюю поверхность полого цилиндра, при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0040] Вариант осуществления 33: Аппарат в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором углеродный элемент выполнен таким, чтобы иметь сопротивление 3 Ом/(кв. единицу).
[0041] Вариант осуществления 34: Способ получения устройства доставки аэрозоля, согласно которому вводят источник предшественника аэрозоля, заключающий в себе предшественник аэрозоля, в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, содержащим электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой, причем нагревательное устройство выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0042] Вариант осуществления 35: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий введение устройства доставки в функциональное взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой, причем устройство доставки выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку.
[0043] Вариант осуществления 36: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, содержащим электропроводящий углеродный элемент, содержащий электропроводящий графеновый элемент.
[0044] Вариант осуществления 37: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, содержащим электропроводящий углеродный элемент, содержащий электропроводящий квадратный графеновый лист.
[0045] Вариант осуществления 38: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий введение электрической схемы во взаимодействие с углеродным элементом, причем углеродный элемент представляет собой резистивный элемент, выполненный с возможностью выработки тепла при подаче электрического тока от электрической схемы.
[0046] Вариант осуществления 39: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством таким образом, что источник предшественника аэрозоля выполнен с возможностью выдачи предшественника аэрозоля на поверхность теплопроводящей подложки, причем поверхность теплопроводящей подложки противоположна углеродному элементу.
[0047] Вариант осуществления 40: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение в функциональное взаимодействие устройства доставки включает введение устройства доставки, содержащего насосный аппарат или фитильную конструкцию, в функциональное взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой.
[0048] Вариант осуществления 41: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, имеющим теплопроводящую подложку, содержащую теплопроводящее стекло, термопроводящий диэлектрический материал или теплопроводящий композиционный материал.
[0049] Вариант осуществления 42: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, имеющим углеродный элемент, расположенный между двумя слоями теплопроводящей подложки.
[0050] Вариант осуществления 43: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, имеющим теплопроводящую подложку, выполненную в виде полого цилиндра, образующего внутренний канал, и имеющую углеродный элемент, введенный во взаимодействие с наружной поверхностью полого цилиндра.
[0051] Вариант осуществления 44: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий введение углеродного элемента во взаимодействие с наружной поверхностью полого цилиндра таким образом, что углеродный элемент частично проходит вокруг наружной поверхности полого цилиндра.
[0052] Вариант осуществления 45: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, имеющим углеродный элемент, расположенный между двумя концентрическими полыми цилиндрами теплопроводящей подложки.
[0053] Вариант осуществления 46: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий введение устройства доставки в функциональное взаимодействие между источником предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой, причем устройство доставки представляет собой капиллярный элемент, сообщающийся по текучей среде с источником предшественника аэрозоля и проходящий во внутренний канал полого цилиндра таким образом, что устройство доставки выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку во внутреннем канале.
[0054] Вариант осуществления 47: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий введение капиллярного элемента в сообщение по текучей среде с источником предшественника аэрозоля, причем капиллярный элемент выполнен с возможностью прохождения во внутренний канал полого цилиндра для сифонирования предшественника аэрозоля из источника предшественника аэрозоля и для выдачи предшественника аэрозоля через свой выпускной конец на внутреннюю поверхность полого цилиндра, образующего внутренний канал.
[0055] Вариант осуществления 48: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором полый цилиндр выполнен с образованием по меньшей мере одной поры, проходящей от внутреннего канала до наружной поверхности, причем способ включает расположение указанной по меньшей мере одной поры таким образом, что через нее обеспечена возможность выдачи аэрозоля, образованного предшественником аэрозоля, выданным на внутреннюю поверхность полого цилиндра, при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку.
[0056] Вариант осуществления 49: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством включает введение источника предшественника аэрозоля в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, имеющим углеродный элемент, выполненный таким, чтобы иметь сопротивление 3 Ом/(кв. единицу).
[0057] Вариант осуществления 50: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий последовательное введение управляющего корпуса во взаимодействие с картриджем, заключающим в себе источник предшественника аэрозоля, и задающим мундштучное отверстие, выполненное с возможностью направления аэрозоля через него пользователю.
[0058] Вариант осуществления 51: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или любым их сочетанием, включающий введение нагревательного устройства во взаимодействие с картриджем таким образом, что теплопроводящая подложка расположена перпендикулярно продольной оси картриджа.
[0059] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем изобретении или изложенных в любом одном или более пунктов формулы изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы явным образом или изложены иным образом в описании конкретного варианта осуществления изобретения или в формуле изобретения, которые представлены в настоящем документе. Настоящее описание предназначено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любом из его аспектов и вариантов осуществления должны рассматриваться без изменения, а именно считаться комбинируемыми, если контекст изобретения явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0060] После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:
[0061] На ФИГ. 1 показан частичный вид в разрезе устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, включающий множество элементов, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0062] На ФИГ. 2-4 схематично показаны аспекты аппарата для образования аэрозоля согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0063] На ФИГ. 5 схематично показан аппарат для образования аэрозоля, имеющий конфигурацию полого цилиндра, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
[0064] На ФИГ. 6 схематично показан аппарат для образования аэрозоля, введенный во взаимодействие с устройством доставки аэрозоля, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
[0065] На ФИГ. 7 схематично показан способ создания устройства доставки аэрозоля согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0066] Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на примеры варианта его осуществления. Эти примеры варианта осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение будет представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалиста в данной области. Разумеется, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящем документе; скорее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. Используемые в описании и в приложенной формуле формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не утверждает иное.
[0067] Как описано далее, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в любой существенной степени и/или без существенного химического изменения материала) с образованием пригодного для вдыхания вещества; при этом компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться «переносными» устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к выработке дыма - т.е. побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование этих предпочтительных систем приводит к выработке паров, являющихся следствием улетучивания или испарения определенных компонентов, входящих в их состав. В предпочтительных вариантах осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, а значит, доставляют компоненты, полученные из табака, в аэрозольной форме.
[0068] Генерирующие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут создавать множество ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, типы вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные стимулы, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые достигаются разжиганием и горением табака (а значит, вдыханием табачного дыма), фактически без сжигания в какой-либо существенной степени какого-либо из его компонентов. Например, пользователь генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению может держать и использовать это изделие весьма схоже с тем, как курильщик использует курительное изделие традиционного типа, затягиваться на одном конце такого изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, осуществлять затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.
[0069] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещества, находящегося в газовой фазе при температуре, которая ниже, чем его критическая точка). В альтернативном варианте осуществления пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящем документе термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму».
[0070] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению обычно содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут именоваться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация и формат наружного корпуса, которая может задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также может варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть выполнен из двух или более разделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. В одном варианте осуществления все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного кожуха. В альтернативном варианте осуществления устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит кожух, заключающий в себе один или более компонентов (например, аккумулятор и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть прикреплен с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающая в себе образующие аэрозоль компоненты (например, один или более компонентов предшественника аэрозоля, таких как ароматизаторы и образующие аэрозоль вещества, один или более нагревателей и/или один или более фитилей).
[0071] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть образованы наружным кожухом или оболочкой, которые по существу не имеют трубчатую форму, но могут быть выполнены, чтобы иметь по существу большие размеры. Кожух или оболочка могут быть выполнены с возможностью содержания мундштука и/или могут быть выполнены с возможностью приема отдельной оболочки (например, картриджа), которая может содержать расходуемые элементы, такие как жидкое образующее аэрозоль вещество, и может содержать испаритель или атомайзер.
[0072] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования, управления, регулирования и прекращения электропитания для выработки тепла, например, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам изделия, - например, микроконтроллеру или микропроцессору), нагревателя или тепловырабатывающего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам или в сочетании с одним или более дополнительными элементами может обычно называться «атомайзером»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые «курительным соком», «жидкостью для электронных сигарет» и «соком для электронных сигарет»), и мундштука или мундштучной области для обеспечения возможности выполнения затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что генерируемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).
[0073] Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в системах доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и компоновка различных компонентов системы доставки аэрозоля могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как характерные продукты, на которые даны ссылки в разделе «Уровень техники» по настоящему описанию.
[0074] Один пример варианта осуществления устройства 100 доставки аэрозоля, показывающий компоненты, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, представлен на ФИГ. 1. Как показано на проиллюстрированном виде в разрезе, устройство 100 доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, которые могут быть выровнены постоянно или с возможностью разъединения при функционировании. Взаимодействие управляющего корпуса 102 и картриджа 104 может быть осуществлено прессовой посадкой (как показано), резьбовым взаимодействием, посадкой с натягом, магнитным взаимодействием и т.п. В частности, могут быть использованы соединительные компоненты, такие как далее описаны в настоящем документе. Например, управляющий корпус может содержать соединитель, выполненный с возможностью взаимодействия с соединительным устройством на картридже.
[0075] В конкретных вариантах осуществления управляющий корпус 102 и/или картридж 104 могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус может иметь источник питания, содержащий сменный аккумулятор или перезаряжаемый аккумулятор (хотя при необходимости или по желанию могут быть реализованы любые другие подходящие источники питания, такие как конденсатор, суперконденсатор, ультраконденсатор или тонкопленочный аккумулятор с твердым электролитом) и, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической сетью, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля универсальной последовательной шины (USB). Например, переходник, включающий USB-разъем на одном конце и разъем управляющего корпуса на противоположном конце, раскрыт в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления картридж может содержать картридж одноразового применения, как описано в патенте США №8910639 (Chang и др.).
[0076] Как показано на ФИГ. 1, управляющий корпус 102 может быть образован оболочкой 101 управляющего корпуса, которая может включать в себя управляющий компонент 106 (например, печатную плату, интегральную схему, компонент памяти, микроконтроллер и т.п.), датчик 108 расхода, аккумулятор 110 и LED 112, и такие компоненты могут быть совмещены изменяемым образом. В дополнение к LED или в качестве альтернативы к ним, в состав могут входить другие индикаторы (например, компонент тактильной обратной связи, компонент звуковой обратной связи и т.п.). Дополнительные репрезентативные типы компонентов, которые вырабатывают визуальные признаки, или индикаторы, такие как компоненты светоизлучающих диодов (LED), а также их конфигурации и варианты применения описаны в патентах США №5154192 (Sprinkel и др.); №8499766 (Newton) и №8539959 (Scatterday); и в патентной заявке США №14/173266 (Sears и др.), поданной 5 февраля 2014 года.
2
2
[0077] Картридж 104 может быть образован оболочкой 103 картриджа, заключающей в себя резервуар 144, сообщающийся по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости, выполненным с возможностью фитильного переноса или иной транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранимой в кожухе резервуара, к нагревателю 134. Элемент для переноса жидкости может быть образован из одного или более материалов, выполненных с возможностью транспортировки жидкости, например посредством капиллярного действия. Например, элемент для переноса жидкости может быть образован из волокнистых материалов (например, органического хлопка, ацетата целлюлозы, восстановленных целлюлозных тканей, стекловолокна), пористой керамики, пористого углерода, графита, пористого стекла, бус из спеченного стекла, бус из спеченной керамики, капиллярных трубок или т.п. Таким образом, элемент для переноса жидкости может быть любым материалом, который содержит сеть открытых пор (т.е. множество пор, которые взаимно соединены так, что текучая среда может протекать из одной поры к другой во множестве направлений через элемент). Для образования резистивного нагревательного элемента 134 могут быть использованы различные варианты осуществления материалов, выполненных с возможностью производить тепло при пропускании через них электрического тока. В число примеров материалов, из которых может быть образован провод для намотки, входят кантал (FeCrAl); нихром; дисилицид молибдена (MoSi); силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)); титан, платина, серебро, палладий, графит и материалы на основе графита (например, пена и пряжа на основе углерода); а также керамика (например, керамика с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения). В дополнительных вариантах осуществления нагреватель может содержать различные материалы, выполненные с возможностью обеспечения электромагнитного излучения, включая лазерные диоды.
[0078] В оболочке 103 картриджа (например, на мундштучном конце) может находиться отверстие 128, чтобы обеспечить возможность выхода аэрозоля из картриджа 104. Такие компоненты представляют собой репрезентативный пример компонентов, которые могут присутствовать в картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов картриджа, охватываемых настоящим изобретением.
[0079] Картридж 104 также может включать один или более электронных компонентов 150, в состав которых могут входить интегральная схема, компонент памяти, датчик или т.п. Электронный компонент 150 может быть выполнен с возможностью связи с управляющим компонентом 106 и/или с внешним устройством с помощью проводных или беспроводных средств. Электронный компонент 150 может быть расположен в любом месте в пределах картриджа 104 или его основания 140.
[0080] Хотя управляющий компонент 106 и датчик 108 расхода изображены порознь, следует понимать, что управляющий компонент и датчик расхода могут быть объединены в виде электронной схемной платы, при этом датчик расхода воздуха крепится непосредственно к ней. Кроме того, электронная схемная плата может располагаться горизонтально относительно изображения на ФИГ. 1, а именно электронная схемная плата может располагаться продольно, параллельно центральной оси управляющего корпуса. В некоторых вариантах осуществления датчик расхода воздуха может содержать свою собственную схемную плату или другой базовый элемент, к которому он может крепиться. В некоторых вариантах осуществления может быть использована гибкая схемная плата. Гибкая схемная плата может иметь множество форм, в том числе по существу трубчатые формы.
[0081] Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут включать компоненты, приспособленные для содействия взаимодействию с возможностью переноса текучей среды между ними. Как показано на ФИГ. 1, управляющий корпус 102 может содержать соединитель 124, имеющий в себе полость 125. Картридж 104 может содержать основание 140, выполненное с возможностью взаимодействия с соединителем 124 и может включать выступ 141, выполненный с возможностью встраивания в полость 125. Такое взаимодействие может способствовать устойчивому соединению между управляющим корпусом 102 и картриджем 104, а также установлению электрического соединения между аккумулятором 110 и управляющим компонентом 106 в управляющем корпусе и нагревателем 134 в картридже. Кроме того, оболочка 101 управляющего корпуса может включать воздухозаборник 118, который может представлять собой вырез в оболочке в том месте, где она соединяется с соединителем 124, обеспечивающий прохождение окружающего воздуха вокруг соединителя в оболочку, откуда он затем проходит через полость 125 соединителя в картридж через выступ 141.
[0082] Соединитель и основание, пригодные для использования согласно настоящему изобретению, описаны в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.). Например, соединитель, как показано на ФИГ. 1, может образовывать наружную периферию 126, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 142 основания 140. В одном варианте осуществления внутренняя периферия основания может иметь радиус, по существу равный или незначительно превышающий радиус наружной периферии соединителя. Кроме того, соединитель 124 может образовывать один или более выступов 129 на наружной периферии 126, выполненных с возможностью взаимодействия с одной или более выемками 178, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие варианты осуществления конструкций, форм и компонентов. В некоторых вариантах осуществления соединение между основанием 140 картриджа 104 и соединителем 124 управляющего корпуса 102 может быть по существу неразъемным, в то время как в других вариантах осуществления соединение между ними может быть разъемным таким образом, что, например, управляющий корпус может многократно использоваться с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или перезаправляемыми.
[0083] В некоторых вариантах осуществления устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или иметь по существу трубчатую форму, или иметь по существу цилиндрическую форму. В других вариантах осуществления охвачены другие формы и размеры - например, с прямоугольным или треугольным сечением, многогранные формы и т.п.
[0084] Резервуар 144, показанный на ФИГ. 1, может представлять собой контейнер или может представлять собой волокнистый резервуар согласно настоящему описанию. Например, в данном варианте осуществления резервуар может содержать один или более слоев нетканых волокон, по существу выполненных в форме трубки, охватывающей внутреннее пространство оболочки 103 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре 144. Жидкие компоненты, например, могут удерживаться резервуаром 144 с возможностью сорбции. Резервуар 144 может соединяться по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости. Элемент 136 для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре 144, посредством капиллярного действия к нагревательному элементу 134, который в данном варианте осуществления выполнен в форме катушки из металлической проволоки. Таким образом, нагревательный элемент 134 вместе с элементом 136 для переноса жидкости образуют схему нагрева.
[0085] В условиях применения, когда пользователь осуществляет затяжку на изделии 100, воздушный поток обнаруживается датчиком 108, нагревательный элемент 134 активируется, и компоненты композиции предшественника аэрозоля испаряются нагревательным элементом 134. Затяжка через мундштучный конец изделия 100 заставляет окружающий воздух поступать в воздухозаборник 118 и проходить через полость 125 в соединителе 124 и центральное отверстие в выступе 141 основания 140. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль увлекается, отсасывается или как-то иначе отводится от нагревательного элемента 134 и далее из мундштучного отверстия 128 на мундштучном конце изделия 100.
[0086] Устройство доставки аэрозоля может содержать элемент ввода. Элемент ввода может быть включен для обеспечения возможности управления со стороны пользователя функциями устройства и/или вывода информации для пользователя. Любой компонент или сочетание компонентов могут быть использованы в качестве элемента ввода для управления функцией устройства. Например, могут быть использованы одна или более нажимных кнопок, как описано в патентной заявке США №14/193961 (Worm и др.), поданной 28 февраля 2014 года. Аналогично, может быть использован сенсорный экран, как описано в патентной заявке США №14/643626 (Sears и др.), поданной 10 марта 2015 года. В дополнительном примере в качестве элемента ввода могут быть использованы компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основании установленных перемещений устройства доставки аэрозоля. См. патентную заявку США №14/565137 (Henry и др.), поданную 9 декабря 2014 года.
[0087] В некоторых вариантах осуществления элемент ввода может содержать компьютер или вычислительное устройство, например смартфон или планшет. В частности, устройство доставки аэрозоля может быть соединено проводом с компьютером или другим устройством, например, посредством шнура USB или аналогичного протокола. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может обмениваться данными с компьютером или другим устройством, действующим в качестве элемента ввода, посредством беспроводной связи. Кроме того, например, системы и способы управления устройством посредством запроса на считывание описаны в патентной заявке США №14/327776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 года. В таких вариантах осуществления прикладное программное обеспечение или другая компьютерная программа может быть использована вместе с компьютером или другим вычислительным устройством для ввода в устройство доставки аэрозоля управляющих команд, которые включают, например, способность образовывать аэрозоль конкретной композиции посредством выбора содержания никотина и/или содержания дополнительных ароматизаторов, подлежащих включению.
[0088] Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению можно выбрать из коммерчески доступных компонентов, описанных в уровне техники. Примеры аккумуляторов, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766 (Peckerar и др.), которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0089] Устройство доставки аэрозоля может иметь в своем составе датчик или детектор для управления подачей электропитания к тепловырабатывающему элементу, когда требуется сгенерировать аэрозоль (например, при затяжке в процессе использования). Таким образом, например, предложен порядок действий или способ для отключения подачи питания к тепловырабатывающему элементу, когда на устройстве доставки аэрозоля не требуется осуществить затяжку в ходе использования, и для включения подачи питания для активации или запуска выделения тепла тепловырабатывающим элементом в процессе затяжки. Дополнительные репрезентативные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкция и конфигурация, их компоненты и общие способы управления ими описаны в патентах США №5261424 (Sprinkel, Jr.), №5372148 (McCafferty и др.) и РСТ WO 2010/003480 (Flick).
[0090] Устройство доставки аэрозоля наиболее предпочтительно может иметь в своем составе управляющий механизм для управления количеством электропитания, подаваемого к тепловырабатывающему элементу в процессе затяжки. Репрезентативные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, их признаки, и общие способы управления ими описаны в патентах США №4735217 (Gerth и др.), №4947874 (Brooks и др.), №5372148 (McCafferty и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №7040314 (Nguyen и др.) и №8205622 (Pan), публикациях патентных заявок США №2009/0230117 (Fernando и др.), №2014/0060554 (Collet и др.) и 2014/0270727 (Ampolini и др.), и патентной заявке США №14/209191 (Henry и др.), поданной 13 марта 2014 года.
[0091] Репрезентативные типы подложек, резервуаров или других компонентов для обслуживания предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8528569 (Newton), публикации патентной заявки США №2014/0261487 (Chapman и др.) и №2014/0059780 (Davis и др.) и патентной заявке США №14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 года. Кроме того, различные фитильные материалы, их конфигурации и работа в составе конкретных типов электронных сигарет раскрыты в патенте США №8910640 (Sears и др.).
[0092] В системах доставки аэрозоля, охарактеризованных как электронные сигареты, композиция предшественника аэрозоля наиболее предпочтительно содержит табак или полученные из табака компоненты. С одной стороны, табак может быть представлен в виде частиц или кусочков табака, например, в виде слоя тонкоизмельченного, мелкоразмолотого или превращенного в порошок табака. С другой стороны, табак может быть представлен в виде экстракта, например, в виде подвергнутого распылительной сушке экстракта, который содержит множество водорастворимых компонентов табака. В альтернативном варианте осуществления экстракты табака могут быть представлены в виде экстрактов с относительно высоким содержанием никотина, которые также содержат небольшое количество других экстрагированных компонентов, полученных из табака. С одной стороны, полученные из табака компоненты могут быть представлены в относительно чистом виде, таком как определенные вкусоароматические вещества, полученные из табака. С другой стороны, полученным из табака компонентом, который может быть использован в высокоочищенном или по существу чистом виде, является никотин (например, никотин фармацевтической степени чистоты).
[0093] Композиция предшественника аэрозоля, также именуемая паровой композицией предшественника, может содержать множество компонентов, в число которых, например, входят многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Репрезентативные типы компонентов предшественника аэрозоля и рецептуры также изложены и охарактеризованы в патенте США №7217320 (Robinson и др.) и публикациях патентных заявок США №2013/0008457 (Zheng и др.), №2013/0213417 (Chong и др.), №2014/0060554 (Collett и др.), №2015/0020823 (Lipowicz и др.) и №2015/0020830 (Koller), а также в WO 2014/182736 (Bowen и др.). Другие предшественники аэрозоля, которые могут применяться, содержат предшественники аэрозолей, которые были включены в продукт VUSE фирмы RJ Reynolds Vapor Company, продукт BLU™ фирмы Lorillard Technologies, продукт MISTIC MENTHOL фирмы Mistic Ecigs и продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также желательными являются так называемые «курительные соки» для электронных сигарет, которые доступны от Johnson Creek Enterprises LLC.
[0094] Количество предшественника аэрозоля, содержащегося в системе доставки аэрозоля, таково, что генерирующее аэрозоль изделие обеспечивает приемлемые органолептические и требуемые эксплуатационные характеристики. Например, крайне предпочтительно, чтобы было использовано достаточное количество образующего аэрозоль материала (например, глицерина и/или пропиленгликоля) для обеспечения генерирования видимой основной струи аэрозоля, которая во многих отношениях внешне похожа на табачный дым. Количество предшественника аэрозоля в генерирующей аэрозоль системе может зависеть от таких факторов, как количество затяжек, требуемых для генерирующего аэрозоль изделия. Как правило, количество предшественника аэрозоля, содержащегося в системе доставки аэрозоля и, в частности, в генерирующем аэрозоль изделии, менее примерно 2 г, обычно менее примерно 1,5 г, часто менее примерно 1 г и нередко менее примерно 0,5 г.
[0095] Другие дополнительные признаки, средства управления или компоненты, которые могут входить в состав систем доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США №5967148 (Harris и др.), №5934289 (Watkins и др.), №5954979 (Counts и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №8365742 (Hon), №8402976 (Fernando и др.), публикациях патентных заявок США №2010/0163063 (Fernando и др.), №2013/0192623 (Tucker и др.), №2013/0298905 (Leven и др.), №2013/0180553 (Kim и др.), №2014/0000638 (Sebastian и др.), №2014/0261495 (Novak и др.) и №2014/0261408 (DePiano и др.).
[0096] Вышеупомянутое описание использования изделия может распространяться на различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, посредством незначительных модификаций, которые могут быть очевидными для специалиста в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Вышеприведенное описание использования, однако, не направлено на ограничение использования изделия, а предложено для удовлетворения всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, представленных в изделии, проиллюстрированном на ФИГ. 1, или иным образом описанном выше, может входить в состав устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению.
[0097] В виду вышеизложенного один аспект настоящего изобретения относится к направлению композиции предшественника аэрозоля из резервуара 144 для введения во взаимодействие со схемой нагрева с образованием аэрозоля. Более конкретно, один аспект настоящего изобретения, как показано, например, на ФИГ. 2, относится к аппарату 200 для образования аэрозоля, содержащему источник предшественника аэрозоля, такой как резервуар 144, заключающий в себе предшественник аэрозоля, и нагревательное устройство 250, содержащее электропроводящий углеродный элемент 300, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой 400. При таком расположении нагревательное устройство 300 может быть выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника 144 предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку 400. Таким образом, предшественник аэрозоля может быть доставлен ан теплопроводящую подложку 400 или введен во взаимодействие с ней, с образованием аэрозоля при нагреве от электропроводящего углеродного элемента 300, проведенном через теплопроводящую подложку 400. В некоторых аспектах устройство 500 доставки может быть функционально введено во взаимодействие между источником 144 предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой 400, и выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника 144 предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку 400. Например, устройство 500 доставки может содержать, например, насосный аппарат или фитильную конструкцию.
[0098] В одном конкретном аспекте источник 144 предшественника аэрозоля выполнен с возможностью выдачи предшественника аэрозоля на поверхность 425 теплопроводящей подложки 400. Соответственно в таких случаях, поверхность 425 теплопроводящей подложки 400 противоположна поверхности 430 теплопроводящей подложки 400, с которой введен во взаимодействие углеродный элемент 300. Иными словами, теплопроводящая подложка 400 может иметь электропроводящий углеродный элемент 300, размещенный на, нанесенный на или иным образом введенный во взаимодействие с поверхностью 430 теплопроводящей подложки 400, причем противоположная поверхность 425 теплопроводящей подложки 400 представляет собой поверхность, на которую выдан предшественник аэрозоля устройством 500 доставки. Нагрев от электропроводящего углеродного элемента 300 проводят через теплопроводящую подложку 400, в которой контакт или другое взаимодействие между предшественником аэрозоля и нагретой поверхностью 425 вызывает образование аэрозоля предшественником аэрозоля при нагреве.
[0099] В некоторых вариантах осуществления электропроводящий углеродный элемент 300 может содержать электропроводящий графеновый элемент, более конкретно, электропроводящий квадратный графеновый лист или графеновую фольгу, или множество электропроводящих квадратных графеновых листов или графеновой фольги, уложенных друг на друга. Такие графеновые листы или графеновая фольга могут быть коммерчески доступны, например, от компании Applied Nanotech, Inc. Остин, Техас. Различные типы и формы графена и графеновых материалов которые могут быть использованы с различными аспектами настоящего изобретения, раскрыты, например, в патентной заявке США №14/840178 (Beeson и др.). В конкретных примерах может быть предпочтительным, чтобы углеродный элемент был выполнен таким или был выбран таким, чтобы иметь сопротивление примерно 3 Ом/(кв. единицу). Нагревательное устройство 250 может дополнительно содержать электрическую схему 600 (см. например, ФИГ. 3), введенную во взаимодействие с углеродным элементом 300, причем углеродный элемент 300 может быть выполнен в виде или иным образом функционировать как резистивный элемент, который вырабатывает тепло при подаче электрического тока от электрической схемы 600. Таким образом, теплопроводящая подложка 400 предпочтительно содержит термопроводящий или теплопроводящий, но не электропроводящий, материал, такой как, например, теплопроводящее стекло или подходящий композиционный материал, который вообще не является электропроводящим. Например, теплопроводящая подложка 400 может содержать термопроводящий диэлектрический материал, такой как Thercobond™, который является коммерчески доступным от компании Applied Nanotech, Inc. Электропроводящий углеродный элемент 300 может быть встроен в термопроводящий диэлектрический материал, действующий как теплопроводящая подложка 400, или иным образом нанесен на него. Соответственно, в некоторых примерах нагревательное устройство 250 может содержать электропроводящий углеродный элемент 300 и единственную теплопроводящую подложку 400 (т.е. одну часть теплопроводящего стекла или подходящего композиционного материала), с которым введен во взаимодействие электропроводящий углеродный элемент 300. В одном примере теплопроводящее стекло или подходящий композиционный материал, образующий теплопроводящую подложку 400, может иметь толщину, например, примерно 2 мм или менее.
[0100] Как показано на ФИГ. 3, питание в электрической схеме 600 может быть обеспечено, например, с помощью подходящего источника 650 питания, такого как аккумулятор 655 и/или конденсатор 660 (например, суперконденсатор). Питание от источника 650 питания может быть направлено через регулятор напряжения или преобразователь 665 постоянного напряжения в постоянное (DC-DC преобразователь) для обеспечения постоянного напряжения/постоянного тока для электрической схемы 600. Подходящие проводящие электроды, выполненные, например, из алюминия, серебра или другого подходящего проводящего материала, могут быть нанесены на противоположные концы или края квадратного графенового листа(ов) (т.е. электропроводящий углеродный элемент 300) для соединения резистивной нагрузки (квадратного графенового листа(ов)) с электрической схемой 600. Электрическая схема 600 может быть приведена в действие, например, подходящим переключателем или датчиком (т.е. кнопочным переключателем, датчиком затяжки или датчиком близости (например, емкостной датчик близости) - не показан). В одном примере, в котором источник 650 питания обеспечивает падение напряжения в 3 В, что приводит к прохождению тока силой 1 А через резистивную нагрузку (3 Ом), электропроводящий углеродный элемент 300 может достигать температуры, например, вплоть до 280°C.
[0101] В другом примере аспекта, как показано на ФИГ. 3, углеродный элемент 300 может быть расположен между двумя слоями 450, 460 теплопроводящей подложки 400. Более конкретно, в одном аспекте каждый слой 450, 460 теплопроводящей подложки 400 может содержать плоский лист или изогнутую часть теплопроводящего стекла, термопроводящего диэлектрического материала (например, Thercobond™) или подходящего композиционного материала. Иными словами, две взаимодействующие части или слоя 450, 460 могут быть двумя плоскими листами теплопроводящего стекла или подходящего композиционного материала, имеющего электропроводящий углеродный элемент 300, расположенный между ними. Предшественник аэрозоля может быть выдан на один из двух слоев 450, 460, в зависимости, например, от ориентации узла, и этот слой таким образом будет функционировать как «поверхность 425» теплопроводящей подложки 400. В случае изогнутых частей сопряженные слои 450, 460 могут образовывать вогнутость, причем электропроводящий элемент 300 может быть расположен вокруг вогнутости между двумя слоями 450, 460. Тогда узел может быть ориентирован таким образом, что предшественник аэрозоля выдается в вогнутость, которая таким образом функционирует как «поверхность 425» теплопроводящей подложки 400.
[0102] В дополнительном примере аспекте, как показано на ФИГ. 4, теплопроводящая подложка 400 может быть выполнена в виде полого цилиндра и иметь внутреннюю поверхность 465, образующую внутренний канал 470, причем углеродный элемент 300 введен во взаимодействие с наружной поверхностью 475 подложки 400 полого цилиндра. В таком случае устройство 500 доставки может быть выполнено с возможностью и расположено для выдачи предшественника аэрозоля на внутреннюю поверхность 465 подложки 400 полого цилиндра или для введения во взаимодействие с ней, во внутренний канал 470, в котором внутренняя поверхность 465 таким образом функционирует как «поверхность 425» теплопроводящей подложки 400. При таком расположении может быть предпочтительным, чтобы электропроводящий углеродный элемент 300 (т.е. электропроводящий квадратный графеновый лист) по меньшей мере частично проходил вокруг наружной поверхности 475 подложки 400 полого цилиндра. Однако, может быть дополнительно предпочтительным, чтобы углеродный элемент 300 не был полностью обернут вокруг наружной поверхности 475 подложки 400 полого цилиндра.
[0103] Иными словами, в некоторых примерах подложка 400 полого цилиндра может быть ориентирована с обеспечением того, чтобы образованный в ней аэрозоль вытягивался или выводился через (боковую) стенку подложки 400 полого цилиндра. В таких примерах подложка 400 полого цилиндра выполнена с образованием по меньшей мере одной поры 480 (одна пора или множество или последовательность пор), проходящего от внутреннего канала 470/внутренней поверхности 465 и через него/нее к наружной поверхности 475 (т.е. через боковую стенку полого цилиндра). Таким образом, по меньшей мере одна пора 480 выполнена с возможностью и расположена таким образом, что аэрозоль, образованный предшественником аэрозоля, выданным на внутреннюю поверхность 465 подложки 400 полого цилиндра, при нагреве от электропроводящего углеродного элемента 300, проведенном через теплопроводящую подложку 400, выдается через указанную по меньшей мере одну пору 480. Соответственно, в некоторых аспектах углеродный элемент 300 введен во взаимодействие с наружной поверхностью 475 подложки 400 полого цилиндра и вокруг нее, противоположно части подложки 400 полого цилиндра, образующей по меньшей мере одно отверстие 480.
[0104] В некоторых аспектах, как показано, например, на ФИГ. 5, углеродный элемент 300 может быть расположен между двумя концентрическими полыми цилиндрами 490, 495, образованными, например, из теплопроводящего стекла или подходящего композитного материала, как теплопроводящая подложка 400. В этих аспектах концентрические полые цилиндры 490, 495 расположены так, чтобы иметь по меньшей мере одну пору 480, образованную их боковыми стенками, и выполненное для обеспечения прохождения через нее образованного аэрозоля.
[0105] Как описано в настоящем документе, устройство 500 доставки может быть функционально введено во взаимодействие между источником 144 предшественника аэрозоля и теплопроводящей подложкой 400 и выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника 144 предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку 400. В некоторых аспектах, как показано, например, на ФИГ. 2-4, устройство 500 доставки может содержать капиллярный элемент 550, сообщающийся по текучей среду с источником 144 предшественника аэрозоля и проходящий во внутренний канал 470 подложки 400 полого цилиндра, или иным образом проходящий вблизи (т.е. поверх) поверхности 425 теплопроводящей подложки 400 (т.е. поверхности одного из слоев 450, 460 теплопроводящей подложки 400). Таким образом, в конфигурации полого цилиндра устройство 500 доставки может быть выполнено с возможностью доставки предшественника аэрозоля от источника 144 предшественника аэрозоля на внутреннюю поверхность 465 теплопроводящей подложки 400 полого цилиндра 490 во внутренний канал 470. При доставке предшественника аэрозоля устройство 500 доставки может содержать, например, насосный аппарат или фитильную конструкцию, хотя в некоторых конкретных примерах, капиллярный элемент 550 может быть выполнен с возможностью сифонирования предшественника аэрозоля из источника 144 предшественника аэрозоля, и выдачи предшественника аэрозоля через свой выпускной конец 560 на внутреннюю поверхность 465 подложки 400 полого цилиндра 490, образующего внутренний канал 470, или иным образом на поверхность 425 теплопроводящей подложки 400 (т.е. поверхность одного из слоев 450, 460 теплопроводящей подложки 400). В конкретных примерах устройство 500 доставки и/или нагревательное устройство 250 могут быть выполнены с возможностью взаимодействия для поддержания конкретного объема предшественника аэрозоля, или количества предшественника аэрозоля в пределах конкретного объемного диапазона, во взаимодействии с теплопроводящей подложкой 400, 490. Например, примерно от 1 мл до примерно 3 мл предшественника аэрозоля может сохраняться во взаимодействии с теплопроводящей подложкой 400, 490.
[0106] Аспекты аппарата 200 для образования аэрозоля, раскрытого в настоящем документе, могут быть дополнительно использованы в устройстве 100 доставки аэрозоля, например, раскрытого в настоящем документе типа. В одном аспекте, как показано на ФИГ. 6, такое устройство 100 доставки аэрозоля может содержать, например, управляющий корпус 102 и картридж 104, последовательно введенный во взаимодействие с управляющим корпусом 102. Картридж 104 может содержать источник 144 предшественника аэрозоля, заключающий в себе предшественник аэрозоля, и также может задавать мундштучное отверстие 128, выполненное с возможностью направления аэрозоля через него пользователю, причем аэрозоль образован из предшественника аэрозоля. Нагревательное устройство 250, согласно различным аспектам, раскрытым в настоящем документе, может быть функционально введено во взаимодействие с картриджем 104 между источником 144 предшественника аэрозоля и мундштучным отверстием 128. Нагревательное устройство 250 содержит электропроводящий углеродный элемент 300, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой 400, как в целом раскрыто в настоящем документе. Нагревательное устройство 250 выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля из источника 144 предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку 400 посредством устройства 500 доставки таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке 400 образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента 300, проведенном через теплопроводящую подложку 400. Иными словами, такие аспекты устройства 100 доставки аэрозоля, раскрытые в настоящем документе, могут использовать различные аспекты аппарата 200 для образования аэрозоля, в целом раскрытого в настоящем документе.
[0107] Однако другие аспекты могут быть направлены на использование аппарата 200 для образования аэрозоля в различных аспектах устройства 100 доставки аэрозоля. Например, в некоторых аспектах теплопроводящая подложка 400 предпочтительно расположена перпендикулярно продольной оси картриджа 104. Иными словами, теплопроводящая подложка 400, либо в форме плоского листа, либо в форме листа с вогнутостью, расположена в картридже 104 таким образом, что его продольная ось перпендикулярна плоскости теплопроводящей подложки 400. Как показано в качестве альтернативы, поверхность 425 теплопроводящей подложки 400 расположена противоположно углеродному элементу 300 и направлена по направлению к мундштучному отверстию 128. Относительно формы подложки 400, 490 полого цилиндра, цилиндр 490 может предпочтительно быть расположен таким образом, что его продольная ось расположена перпендикулярно продольной оси картриджа 104, и таким образом, что по меньшей мере одна пора 480, образованная в результате, выровнена и ориентирована по направлению к мундштучному отверстию 128. Иными словами, в таких примерах углеродный элемент 300 частично проходит вокруг наружной поверхности 475 подложки 400 полого цилиндра таким образом, что оставшаяся поверхность подложки 400 полого цилиндра, не введенная во взаимодействие с углеродным элементом 300, направлена по направлению к мундштучному отверстию 128. Более того, подложка 400 полого цилиндра выполнена с образованием по меньшей мере одной поры 480, проходящей от внутреннего канала 465 до наружной поверхности 475, причем по меньшей мере одна пора 480 выполнена с возможностью и расположена таким образом, что аэрозоль, образованный предшественником аэрозоля, выданным на внутреннюю поверхность 465 подложки 400 полого цилиндра 490, при нагреве от электропроводящего углеродного элемента 300, проведенном через теплопроводящую подложку 400, 490, выдается через указанную по меньшей мере одну пору 480 по направлению к мундштучному отверстию 128.
[0108] На ФИГ. 7 схематично показан способ получения устройства доставки аэрозоля. Такой способ может включать, например, введение источника предшественника аэрозоля, заключающего в себе предшественник аэрозоля, в функциональное взаимодействие с нагревательным устройством, содержащим электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой, причем нагревательное устройство выполнено с возможностью приема предшественника аэрозоля от источника предшественника аэрозоля на теплопроводящую подложку таким образом, что предшественник аэрозоля на теплопроводящей подложке образует аэрозоль при нагреве от электропроводящего углеродного элемента, проведенного через теплопроводящую подложку (Блок 700). Другие аспекты или этапы такого способа создания устройства доставки аэрозоля в целом раскрыты совместно с различными вариантами осуществления и аспектами такого устройства доставки аэрозоля, в целом рассмотренного в настоящем документе.
[0109] Таким образом, аспекты настоящего изобретения могут обеспечивать конкретные достоинства и улучшения типов курительных изделий/устройств доставки аэрозоля, раскрытых в настоящем документе. Например, поскольку конкретные аспекты изобретения не включают физического контакта с нагревательным устройством, за исключением предшественника аэрозоля, выданного на него, обугливание и другие относящиеся к нагреву недостатки, связанные с устройством/аппаратом для выдачи предшественника аэрозоля, уменьшены или устранены. Кроме того, путем обеспечения непрямого контакта между электропроводящим углеродным элементом и предшественником аэрозоля (т.е. путем размещения теплопроводящей подложки между ними), уменьшены или устранены проблемы, связанные с взаимодействием между предшественником аэрозоля и углеродным элементом такие как, например, короткое замыкание, эрозия, возгорание, обугливание или т.п. Электропроводящий углеродный элемент, совместно с теплопроводящей подложкой может дополнительно обеспечивать более быстрый нагрев/время отклика на нагрев по сравнению с другими нагревательными элементами/конфигурациями с улучшенным (уменьшенным) потреблением энергии для увеличения срока службы источника питания.
[0110] В свете возможной взаимосвязи между аспектами настоящего изобретения при обеспечении указанных достоинств и преимуществ, связанных с ними, настоящее изобретение, таким образом, в особенности и в явной форме включает, без ограничений, варианты осуществления изобретения, представляющие различные сочетания раскрытых аспектов. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем изобретении, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы явным образом или изложены иным образом в описании конкретного примера варианта осуществления настоящего документа. Настоящее описание предназначено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любом из его аспектов и вариантов осуществления должны рассматриваться без изменения, а именно считаться комбинируемыми, если контекст изобретения явно не указывает иное.
[0111] Множество модификаций и других вариантов осуществления изобретения, приведенных в настоящем документе, станут очевидными для специалиста в уровне техники, к которому относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и связанных чертежах. Например, специалистам в данной области техники понятно то, что варианты осуществления изобретения, не представленные в явной форме в настоящем документе, могут быть реализованы в пределах объема настоящего изобретения, а также то, что характеристики, описанные в настоящем документе для различных вариантов осуществления изобретения, могут быть объединены друг с другом и/или с техническими решениями, известными в настоящее время или разработанными в будущем, в пределах объема формулы изобретения, представленной в настоящем документе. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании, и то, что модификации и другие варианты осуществления должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.