ЭЛЕКТРОННЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ НАГРЕВАТЕЛЬНУЮ КОНСТРУКЦИЮ С УГЛУБЛЕННЫМ ОБОЛОЧКОВЫМ СЛОЕМ
ELECTRONIC EVAPORATOR, COMPRISING A HEATING STRUCTURE WITH A RECESSED SHELL LAYER

Настоящее изобретение относится к электронным испарителям и нагревательным конструкциям для таких устройств.
Электронные испарители представляют собой изделия с электропитанием, выполненные с возможностью испарения состава, предшествующего образованию пара, с целью создания пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления, когда пользователь втягивает или осуществляет затяжку, например, на устройстве во время парения. Электронные испарители могут также называться электроиспарителями или электронными устройствами для парения. Электронный испаритель содержит резервуар, выполненный с возможностью удержания состава, предшествующего образованию пара, фитиль, который расположен в сообщении с составом, предшествующим образованию пара, нагревательный элемент, который расположен в тепловой близости от фитиля, и источник питания, выполненный с возможностью подачи электричества на нагревательный элемент. Нагревательный элемент может быть представлен в виде относительно тонкой проволоки, которая обмотана множество раз вокруг фитиля. Соответственно, при подаче тока на нагревательный элемент во время работы электронного испарителя проволока подвергается резистивному нагреванию для испарения состава, предшествующего образованию пара, в фитиле для создания пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставлен электронный испаритель, содержащий участок, предшествующий образованию пара, и нагревательную конструкцию, расположенную в тепловом контакте с участком, предшествующим образованию пара. Участок, предшествующий образованию пара, выполнен с возможностью удержания и подачи состава, предшествующего образованию пара. Нагревательная конструкция содержит базовую проволоку и оболочковый слой, покрывающий базовую проволоку. Базовая проволока изолирована от оболочкового слоя. Оболочковый слой может содержать по меньшей мере одну углубленную часть между первой неуглубленной частью и второй неуглубленной частью. Указанная по меньшей мере одна углубленная часть представляет собой более тонкую секцию оболочкового слоя, которая выполнена с возможностью испарения состава, предшествующего образованию пара, с образованием пара.
Участок, предшествующий образованию пара, может содержать резервуар и подающую промежуточную поверхность.
Указанная по меньшей мере одна углубленная часть оболочкового слоя может быть расположена с возможностью прижимания к подающей промежуточной поверхности участка, предшествующего образованию пара. Нагревательная конструкция может иметь предел текучести в диапазоне от приблизительно 50 мегапаскалей до приблизительно 600 мегапаскалей.
Базовая проволока нагревательной конструкции может представлять собой анодированную проволоку. Анодированная проволока может представлять собой целевую проволоку, покрытую анодным слоем. Целевая проволока может представлять собой алюминиевую проволоку, титановую проволоку, цинковую проволоку, магниевую проволоку, ниобиевую проволоку, циркониевую проволоку, гафниевую проволоку или танталовую проволоку. Анодный слой может иметь диэлектрическую прочность по меньшей мере 150 вольт. Анодный слой может иметь толщину в диапазоне от приблизительно 500 нанометров до приблизительно 10000 нанометров.
Альтернативно базовая проволока может представлять собой проволоку на основе переходного металла, покрытую стекловидной эмалью. Проволока на основе переходного металла может представлять собой никелевую проволоку, никель-хромовую проволоку или проволоку из нержавеющей стали.
Первая неуглубленная часть может быть отделена от второй неуглубленной части по меньшей мере одной углубленной частью оболочкового слоя. Указанная по меньшей мере одна углубленная часть может быть выполнена с возможностью достижения температуры, которая по меньшей мере вдвое больше температуры первой и второй неуглубленных частей при течении тока через оболочковый слой. Толщина указанной по меньшей мере одной углубленной части оболочкового слоя может находиться в диапазоне от приблизительно 0,01 микрометра до приблизительно 1 микрометра. Толщина первой и второй неуглубленных частей оболочкового слоя может находиться в диапазоне от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Первая и вторая неуглубленные части оболочкового слоя могут быть соединены с противоположными выводами источника питания. Указанная по меньшей мере одна углубленная часть оболочкового слоя может иметь удельное сопротивление в диапазоне от приблизительно 0,02 мкОм·м до приблизительно 0,2 мкОм·м. Оболочковый слой может быть выполнен из платины или золота.
Указанная по меньшей мере одна углубленная часть может быть представлена в виде первой углубленной части и второй углубленной части. Первая и вторая углубленные части могут быть расположены между противоположными сторонами первой и второй неуглубленных частей. Первая и вторая углубленные части могут обматываться вокруг базовой проволоки.
По меньшей мере часть указанной по меньшей мере одной углубленной части может проходить вдоль нелинейного пути по существу в пределах плоскости. Нелинейный путь может определять по меньшей мере одно из круга, эллипса, овала и извилистого пути. Указанная по меньшей мере одна углубленная часть может представлять собой единственную углубленную часть. По меньшей мере часть каждой из первой и второй неуглубленных частей может проходить под углом относительно плоскости. По меньшей мере часть каждой из первой и второй неуглубленных частей может проходить по существу перпендикулярно плоскости. Первая неуглубленная часть может проходить от первого конца по меньшей мере одной углубленной части, и вторая неуглубленная часть может проходить от второго конца по меньшей мере одной углубленной части. Участок, предшествующий образованию пара, может содержать подающую промежуточную поверхность. Подающая промежуточная поверхность может быть по существу плоской, при этом часть указанной по меньшей мере одной углубленной части, проходящей вдоль нелинейного пути в пределах плоскости, смещена относительно подающей промежуточной поверхности.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предоставлен способ образования пара для электронного испарителя, при этом способ включает обеспечение теплового контакта участка, предшествующего образованию пара, внутри электронного испарителя с нагревательной конструкцией. Нагревательная конструкция может содержать базовую проволоку и оболочковый слой, покрывающий базовую проволоку. Базовая проволока изолирована от оболочкового слоя. Оболочковый слой может содержать по меньшей мере одну углубленную часть между первой неуглубленной частью и второй неуглубленной частью.
Обеспечение теплового контакта может включать нагревание состава, предшествующего образованию пара, участка, предшествующего образованию пара, с указанной по меньшей мере одной углубленной частью оболочкового слоя с образованием пара.
Электронный испаритель может представлять собой электронный испаритель согласно первому аспекту настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в данном документе.
Различные признаки и преимущества неограничивающих вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, могут стать более очевидными при рассмотрении подробного описания вместе с прилагаемыми графическими материалами. Прилагаемые графические материалы предоставлены исключительно для иллюстративных целей, и их не следует интерпретировать как ограничивающие объем формулы изобретения. Прилагаемые графические материалы не следует рассматривать как изображенные в масштабе, если это явно не указано. С целью ясности различные размеры графических материалов могли быть увеличены.
На фиг. 1A представлен частичный вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей оболочковый слой с углубленной частью, согласно примерному варианту осуществления.
На фиг. 1B представлен вид в поперечном разрезе нагревательной конструкции по фиг. 1A.
На фиг. 2A представлен частичный вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей оболочковый слой с первой углубленной частью и второй углубленной частью, согласно примерному варианту осуществления.
На фиг. 2B представлен вид сбоку нагревательной конструкции по фиг. 2A.
На фиг. 2C представлен вид в поперечном разрезе нагревательной конструкции по фиг. 2A.
На фиг. 3 представлен вид в поперечном разрезе электронного испарителя, содержащего нагревательную конструкцию, согласно примерному варианту осуществления.
На фиг. 4 представлен увеличенный вид части электронного испарителя, содержащего нагревательную конструкцию по фиг. 3.
На фиг. 5 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей форму петли и неуглубленные части, проходящие в противоположных направлениях, согласно примерному варианту осуществления.
На фиг. 6 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей форму петли и неуглубленные части, проходящие в одном и том же направлении, согласно примерному варианту осуществления.
На фиг. 7 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей извилистую форму, которая напоминает многоугольную форму, согласно примерному варианту осуществления.
На фиг. 8 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей извилистую форму, которая напоминает круглую форму, согласно примерному варианту осуществления.
Следует понимать, что если элемент или слой рассматривается как «расположенный на», «соединенный с», «связанный с» или «покрывающий» другой элемент или слой, он может быть непосредственно расположен на, соединен с, связан с или покрывающим другой элемент или слой, или могут быть представлены промежуточные элементы или слои. И наоборот, если элемент рассматривается как «непосредственно расположенный на», «непосредственно соединенный с» или «непосредственно связанный с» другим элементом или слоем, тогда промежуточные элементы или слои не представлены. Подобные номера относятся к подобным элементам по всему описанию.
Следует понимать, что хотя термины «первый», «второй», «третий» и т. д. могут быть использованы в данном документе для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев или секций и их комбинаций, эти элементы, компоненты, области, слои и секции не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины используются только для выделения одного элемента, компонента, области, слоя или секции из другой области, слоя или секции. Таким образом, первые элемент, компонент, область, слой или секцию, рассмотренные ниже, можно назвать вторыми элементом, компонентом, областью, слоем или секцией без отступления от идей примерных вариантов осуществления.
Термины относительного расположения в пространстве (например, «ниже», «под», «нижний», «над», «верхний» и т. п.) могут быть использованы в данном документе с целью упрощения описания для раскрытия связи одного элемента или признака с другим элементом (элементами) или признаком (признаками), как проиллюстрировано на фигурах. Следует понимать, что термины относительного расположения в пространстве предназначены для охвата различных ориентаций устройства при использовании или в работе в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «под» или «ниже» других элементов или признаков, будут ориентированы «над» другими элементами или признаками. Таким образом, термин «под» может охватывать как ориентацию с расположением над, так и ориентацию с расположением под. Устройство может быть иным образом ориентировано (повернуто на 90 градусов или расположено в других ориентациях), и дескрипторы относительного расположения в пространстве, используемые в данном документе, интерпретируются соответствующим образом.
Терминология, используемая в данном документе, предназначена только для описания различных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения примерных вариантов осуществления. В контексте данного документа формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если в контексте явно не указано иное. Следует также понимать, что термины «включает», «включающий», «содержит» и «содержащий» при использовании в этом описании указывают на наличие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов или компонентов и их комбинаций, но не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов или их групп.
Примерные варианты осуществления описаны в данном документе со ссылкой на иллюстрации в поперечном разрезе, которые являются схематическими иллюстрациями идеализированных вариантов осуществления (и промежуточных конструкций) примерных вариантов осуществления. Таким образом, в результате, например, технологий изготовления или допусков следует ожидать вариаций форм иллюстративных примеров.
Если не определено иное, то все термины (в том числе технические и научные термины), используемые в данном документе, имеют такое же значение, какое обычно понимает специалист в области техники, к которой относятся примерные варианты осуществления. Следует также понимать, что термины, в том числе термины, определенные в широко используемых словарях, следует интерпретировать как имеющие значение, соответствующее их значению в контексте соответствующей области техники, и не будут интерпретироваться в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это явно не определено в данном документе.
На фиг. 1A представлен частичный вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей оболочковый слой с углубленной частью, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 1A, нагревательная конструкция 114 представляет собой составную компоновку, при этом нагревательная конструкция 114 состоит из по меньшей мере двух различных составляющих частей. В результате такого конструкторского исполнения нагревателя нагревательная конструкция 114 является более жесткой и более надежной, чем другие родственные нагреватели в данной области техники, тем самым обеспечивая больше вариантов для ее реализации. Дополнительно, поскольку фиг. 1A представляет собой только частичный вид нагревательной конструкции 114, следует понимать, что нагревательная конструкция 114 может иметь различные длины и формы при ее реализации по предназначения.
Нагревательная конструкция 114 может быть использована в электронном испарителе. В частности, нагревательная конструкция 114 может быть расположена таким образом, чтобы находиться в тепловом контакте с участком, предшествующим образованию пара, электронного испарителя, при этом участок, предшествующий образованию пара, выполнен с возможностью удержания и подачи состава, предшествующего образованию пара. Состав, предшествующий образованию пара, представляет собой материал или комбинацию материалов, которые могу быть преобразованы в пар. Например, состав, предшествующий образованию пара, может представлять собой состав, содержащий по меньшей мере одно из жидкости, твердого вещества или геля, при этом состав включает, но без ограничения, воду, гранулы, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты, натуральные или искусственные ароматизаторы, вещества для образования пара, такие как глицерин и пропиленгликоль и их комбинации. В примерном варианте осуществления состав, предшествующий образованию пара, может представлять собой жидкость для электронных сигарет, которая удерживается и подается участком для жидкости. Во время работы электронного испарителя нагревательная конструкция 114 выполнена с возможностью испарения состава, предшествующего образованию пара, с образованием пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства (например, в ответ на приложение отрицательного давления).
Как показано на фиг. 1A, нагревательная конструкция 114 содержит базовую проволоку 123 и оболочковый слой 119, покрывающий базовую проволоку 123. Оболочковый слой 119 выполнен из материала, который является относительно химически неактивным и который может подвергаться резистивному нагреванию для испарения состава, предшествующего образованию пара. Например, оболочковый слой 119 может быть выполнен из платины (Pt) или золота (Au), хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены. Базовая проволока 123 изолирована от оболочкового слоя 119. Оболочковый слой 119 содержит углубленную часть 122 между первой неуглубленной частью 120a и второй неуглубленной частью 120b. В примерном варианте осуществления первая неуглубленная часть 120a отделена от второй неуглубленной части 120b углубленной частью 122 оболочкового слоя 119. Углубленная часть 122 представляет собой более тонкую секцию оболочкового слоя 119, которая выполнена с возможностью испарения состава, предшествующего образованию пара, с образованием пара. Толщина углубленной части 122 оболочкового слоя 119 может находиться в диапазоне от приблизительно 0,01 микрометра до приблизительно 1 микрометра, тогда как толщина первой неуглубленной части 120a и второй неуглубленной части 120b оболочкового слоя 119 может находиться в диапазоне от приблизительно 10 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Оболочковый слой 119 может быть нанесен путем распыления, и углубленная часть 122 может быть выполнена с рисунком шаблона, хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены.
Для того чтобы нагревательная конструкция 114 работала, первая неуглубленная часть 120a и вторая неуглубленная часть 120b оболочкового слоя 119 соединены с противоположными выводами источника питания (например, батареи). Например, первая неуглубленная часть 120a оболочкового слоя 119 может быть соединена с положительным выводом источника питания, тогда как вторая неуглубленная часть 120b оболочкового слоя 119 может быть соединена с отрицательным выводом источника питания. И наоборот, первая неуглубленная часть 120a оболочкового слоя 119 может быть соединена с отрицательным выводом источника питания, тогда как вторая неуглубленная часть 120b оболочкового слоя 119 может быть соединена с положительным выводом источника питания.
При подаче тока на оболочковый слой 119 образуется тепло (в результате прохождения тока через него) посредством джоулевого нагревания, которое в данной области техники также называется омическим нагреванием или резистивным нагреванием. В частности, электрический ток, проходящий через оболочковый слой 119, встречает сопротивление, которое противоположно прохождению электрического тока через него, таким образом приводя к нагреванию оболочкового слоя 119, в частности, в углубленной части 122. Например, углубленная часть 122 может быть выполнена с возможностью достижения температуры, которая по меньшей мере вдвое больше температуры первой неуглубленной части 120a и второй неуглубленной части 120b при течении тока через оболочковый слой 119, хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены.
Сопротивление заданного объекта зависит в основном от материала и формы объекта. Для заданного материала сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения. Например, толстая проволока из конкретного металла будет иметь меньшее сопротивление, чем тонкая проволока из такого же металла. Дополнительно для заданного материала сопротивление пропорционально длине. Следовательно, короткая проволока из конкретного металла будет иметь меньшее сопротивление, чем длинная проволока из такого же металла.
Сопротивление R проводника с постоянным поперечным сечением может быть выражено как:
,
где ρ представляет собой удельное сопротивление (Ом⋅м), L представляет собой длину проводника (метры), и A представляет собой площадь поперечного сечения проводника (квадратные метры). Вышеуказанное уравнение может быть также перегруппировано и выражено с точки зрения удельного сопротивления ρ, где
.
Удельное сопротивление ρ представляет собой измерение заданной способности материала противостоять течению электрического тока и изменяется с температурой. Удельное сопротивление ρ является присущим свойством, в отличие от сопротивления R. В частности, проволоки из заданного материала (независимо от своих формы и размера) будут иметь приблизительно одинаковое удельное сопротивление, но длинная, тонкая проволока из заданного материала будет иметь гораздо большее сопротивление, чем толстая, короткая проволока из такого же материала. Каждый материал имеет свое собственное отличительное удельное сопротивление. Таким образом, удельное сопротивление проволоки при заданной температуре зависит только от материала, используемого для образования проволоки, а не от геометрии проволоки.
Углубленная часть 122 оболочкового слоя 119 на фиг. 1A-1B может иметь удельное сопротивление от приблизительно 0,02 мкОм·м до приблизительно 0,2 мкОм·м (например, от приблизительно 0,08 мкОм·м до приблизительно 0,14 мкОм·м или приблизительно 0,1 мкОм·м). Дополнительно углубленная часть 122 оболочкового слоя 119 может иметь сопротивление от приблизительно 1 Ом до приблизительно 10 Ом (например, от приблизительно 3 Ом до приблизительно 8 Ом). В результате, при течении тока через оболочковый слой 119 из первой неуглубленной части 120a ко второй неуглубленной части 120b (или наоборот) тепло будет образовываться в углубленной части 122 за счет большего сопротивления в более тонкой углубленной части 122 относительно более толстых первой неуглубленной части 120a и второй неуглубленной части 120b оболочкового слоя 119. Соответственно, состав, предшествующий образованию пара, будет испаряться углубленной частью 122 (а не первой и второй неуглубленными частями 120a и 120b) оболочкового слоя 119.
Базовая проволока 123 изолирована от оболочкового слоя 119. В результате, можно снизить или предотвратить потерю подаваемого тока от оболочкового слоя 119 и рассеивание образуемого тепла от его углубленной части 122 к базовой проволоке 123. Для достижения подходящей изоляции от оболочкового слоя 119 базовая проволока 123 может представлять собой анодированную проволоку. В примерном варианте осуществления анодированная проволока представляет собой целевую проволоку 124, покрытую анодным слоем 126 (например, оксидным слоем). Целевая проволока 124 может иметь диаметр вплоть до приблизительно 400 микрометров (например, от приблизительно 100 микрометров до приблизительно 400 микрометров). Также целевая проволока 124 может представлять собой алюминиевую проволоку, титановую проволоку, цинковую проволоку, магниевую проволоку, ниобиевую проволоку, циркониевую проволоку, гафниевую проволоку или танталовую проволоку. Однако следует понимать, что целевая проволока 124 может быть выполнена из других подходящих металлов, которые могут быть подвержены анодной обработке для увеличения анодного слоя 126 на ней. Анодный слой 126 имеет толщину по меньшей мере приблизительно 500 нанометров (например, по меньшей мере приблизительно 1000 нанометров). Дополнительно анодный слой 126 может иметь толщину вплоть до приблизительно 10000 нанометров. Для дальнейшего снижения или предотвращения вышеупомянутой потери подаваемого тока от оболочкового слоя 119 и рассеивания образуемого тепла от его углубленной части 122 к базовой проволоке 123 анодный слой 126 может быть увеличен таким образом, чтобы иметь диэлектрическую прочность по меньшей мере приблизительно 150 вольт.
Альтернативно для достижения подходящей изоляции от оболочкового слоя 119 базовая проволока 123 может представлять собой проволоку 124 на основе переходного металла, покрытую стекловидной эмалью 126. Проволока на основе переходного металла может представлять собой никелевую проволоку, никель-хромовую проволоку или проволоку из нержавеющей стали, хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены.
Следует понимать, что нагревательная конструкция 114 может быть выполнена в ряде форм, размеров и видов. Например, в электронном испарителе нагревательная конструкция 114 может иметь форму петли, форму кольца или C-образную форму для обеспечения возможности использования фитиля, который представлен в удлиненной форме (например, веревка). В таком примере фитиль будет проходить через нагревательную конструкцию, имеющую форму петли, форму кольца или C-образную форму, при этом также находясь в сообщении по текучей среде с резервуаром. Дополнительно фитиль может быть толще, чем фитили в данной области техники, тем самым снижая или предотвращая вероятность засорения. Кроме того, более высокие прочность и жесткость нагревательной конструкции 114 позволяют данной конструкции сдавливать фитиль в большей степени, чем было возможно с другими родственными нагревателями в данной области техники.
Альтернативно нагревательная конструкция 114 может быть расположена с возможностью приложения силы упругости к подающей промежуточной поверхности участка, предшествующего образованию пара. Подающая промежуточная поверхность может содержать фитиль, который имеет плоскую форму (например, пластина) и находится в сообщении по текучей среде с резервуаром. В таком примере нагревательная конструкция 114 (например, углубленная часть 122 оболочкового слоя 119) будет прижата к подающей промежуточной поверхности участка, предшествующего образованию пара. Например, нагревательная конструкция 114 может иметь предел текучести от приблизительно 50 мегапаскалей до приблизительно 600 мегапаскалей для обеспечения желаемой величины давления, прилагаемого к подающей промежуточной поверхности. Базовая проволока 123 может в основном обуславливать предел текучести нагревательной конструкции 114. Кроме того, для увеличения площади контакта с подающей промежуточной поверхностью нагревательная конструкция 114 может иметь извилистый узор.
Способ образования пара для электронного испарителя может включать обеспечение теплового контакта участка, предшествующего образованию пара, внутри электронного испарителя с нагревательной конструкцией. Участок, предшествующий образованию пара, содержит резервуар и подающую промежуточную поверхность. Подающая промежуточная поверхность может быть представлена в виде поглощающего материала, который расположен в сообщении по текучей среде с резервуаром и нагревательной конструкцией. В частности, состав, предшествующий образованию пара, в пределах участка, предшествующего образованию пара, может непосредственно контактировать с нагревательной конструкцией. Нагревательная конструкция содержит базовую проволоку и оболочковый слой, покрывающий базовую проволоку. Базовая проволока изолирована от оболочкового слоя. В примерном варианте осуществления базовая проволока электрически изолирована (но не термически изолирована) от оболочкового слоя. Оболочковый слой содержит углубленную часть между первой неуглубленной частью и второй неуглубленной частью. Этап обеспечения теплового контакта может включать нагревание состава, предшествующего образованию пара, участка, предшествующего образованию пара, с углубленной частью оболочкового слоя с образованием пара.
На фиг. 1B представлен вид в поперечном разрезе нагревательной конструкции по фиг. 1A. Ссылаясь на фиг. 1B, целевая проволока 124 электрически изолирована от оболочкового слоя 119 анодным слоем 126. В результате, даже если целевая проволока 124 и оболочковый слой 119 являются проводниками, потерю тока, протекающего от оболочкового слоя 119 к целевой проволоке 124, можно уменьшить или предотвратить при помощи анодного слоя 126. Дополнительно, хотя нагревательная конструкция 114 на фиг. 1A-1B выглядит как устойчивая, цилиндрическая конструкция (благодаря ее частичному виду), следует понимать, что нагревательная конструкция 114 может быть относительно длинной, и лежащая в основе базовая проволока 123 может быть деформирована для обеспечения различных основательных форм и видов для оболочкового слоя 119, который ее покрывает. В примерном варианте осуществления длина углубленной части 122 (например, 20 миллиметров) может быть больше, чем объединенная длина первой и второй неуглубленных частей 120a и 120b (например, 2 миллиметра каждая), в приблизительно пять раз или более. Кроме того, большая часть (например, 90 процентов или более) массы оболочкового слоя 119 может находиться в первой и второй неуглубленных частях 120a и 120b.
На фиг. 2A представлен частичный вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей оболочковый слой с первой углубленной частью и второй углубленной частью, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 2A, нагревательная конструкция 214 содержит базовую проволоку 223 и оболочковый слой 219, покрывающий базовую проволоку 223. Базовая проволока 223 может представлять собой анодированную проволоку. В примерном варианте осуществления анодированная проволока представляет собой целевую проволоку 224, покрытую анодным слоем 226. Целевая проволока 224 может быть электрически изолирована от оболочкового слоя 219 анодным слоем 226. Базовая проволока 223 соответствует базовой проволоке 123 по фиг. 1A-1B. Кроме того, вышеуказанные аспекты и особенности в связи с оболочковым слоем 119 по фиг. 1A-1B можно также применять к оболочковому слою 219.
Оболочковый слой 219 содержит первую углубленную часть 222a и вторую углубленную часть 222b. Первая и вторая углубленные части 222a и 222b могут брать начало из противоположных поверхностей оболочкового слоя 219 и обматывать базовую проволоку 223 с образованием поочередно расположенных спиральных канавок (например, компоновка с двойной спиралью). В результате, первая неуглубленная часть 220a и вторая неуглубленная часть 220b отделены друг от друга первой углубленной частью 222a и второй углубленной частью 222b. В частности, первая и вторая углубленные части 222a и 222b расположены между противоположными сторонами первой и второй неуглубленных частей 220a и 220b. Хотя на фиг. 2A показана относительно плотно намотанная компоновка для нагревательной конструкции 214, следует понимать, что компоновка может быть более открытой, так что размер углубленных частей увеличивается для уменьшения количества ее витков.
Для того чтобы нагревательная конструкция 214 работала, первая неуглубленная часть 220a и вторая неуглубленная часть 220b оболочкового слоя 219 соединены с противоположными выводами источника питания (например, батареи). При течении тока от первой неуглубленной части 220a ко второй неуглубленной части 220b (или наоборот) первая и вторая углубленные части 222a и 222b между ними подвергаются резистивному нагреванию для обеспечения образования пара. В примерном варианте осуществления один или более фитилей могут быть расположены в сообщении по текучей среде с участком, предшествующим образованию пара, а также обернуты вокруг нагревательной конструкции 214 для вмещения в первую углубленную часть 222a, вторую углубленную часть 222b или как в первую углубленную часть 222a, так и во вторую углубленную часть 222b. В таком варианте осуществления размеры первой углубленной части 222a и второй углубленной части 222b могут быть модифицированы по мере необходимости для размещения одного или более фитилей (или наоборот). Фитиль может быть также представлен в виде полосы поглощающего материала для облегчения его размещения внутри первой углубленной части 222a, второй углубленной части 222b или как первой углубленной части 222a, так и второй углубленной части 222b. Кроме того, один из концов нагревательной конструкции 214 может быть направлен под углом с образованием устройства для прокалывания, которое выполнено с возможностью прокалывания тары (например, капсулы) состава, предшествующего образованию пара, и, таким образом, размещения одного или более фитилей в сообщении по текучей среде с составом, предшествующим образованию пара.
На фиг. 2B представлен вид сбоку нагревательной конструкции по фиг. 2A. На фиг. 2C представлен вид в поперечном разрезе нагревательной конструкции по фиг. 2A. Ссылаясь на фиг. 2B-2C, неуглубленные части чередуются между первой и второй неуглубленными частями 220a и 220b вдоль длины нагревательной конструкции 214. Аналогично углубленные части чередуются между первой и второй углубленными частями 222a и 222b вдоль длины нагревательной конструкции 214.
На фиг. 3 представлен вид в поперечном разрезе электронного испарителя, содержащего нагревательную конструкцию, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 3, электронный испаритель 60 содержит первую секцию 70, связанную со второй секцией 72 посредством резьбового соединения 205. Первая секция 70 может представлять собой заменяемый картридж, а вторая секция 72 может представлять собой многоразовое крепежное приспособление, хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены. Резьбовое соединение 205 может представлять собой комбинацию охватываемого резьбового элемента на первой секции 70 и охватывающего резьбового приемника на второй секции 72 (или наоборот). Альтернативно резьбовое соединение 205 может быть представлено в виде других подходящих конструкций, таких как скользящая посадка, фиксатор, зажим, застежка и их комбинации. Первая секция 70 содержит внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении, и внутреннюю трубку 62 внутри внешней трубки 6. Внутренняя трубка 62 может быть коаксиально расположена внутри внешней трубки 6. Вторая секция 72 может также содержать внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении. В альтернативном варианте осуществления внешняя трубка 6 может представлять собой одну трубку, вмещающую как первую секцию 70, так и вторую секцию 72, и весь электронный испаритель 60 может быть одноразовым.
Электронный испаритель 60 содержит центральный канал 20 для воздуха, частично определенный внутренней трубкой 62 и расположенным выше по потоку уплотнением 15. Дополнительно электронный испаритель 60 содержит резервуар 22. Резервуар 22 выполнен с возможностью удержания состава, предшествующего образованию пара, и необязательно носителя, выполненного с возможностью хранения внутри себя состава, предшествующего образованию пара. В примерном варианте осуществления резервуар 22 содержится во внешнем кольце между внешней трубкой 6 и внутренней трубкой 62. Внешнее кольцо уплотнено уплотнением 15 на расположенном выше по потоку конце и фиксатором 10 на расположенном ниже по потоку конце, чтобы предотвратить утечку состава, предшествующего образованию пара, из резервуара 22.
Нагревательная конструкция 14 содержится во внутренней трубке 62, расположенной ниже по потоку и на расстоянии от части центрального канала 20 для воздуха, определяемого уплотнением 15. Нагревательная конструкция 14 может быть такой, как описанная в связи с нагревательной конструкцией 114 на фиг. 1A-1B, и может быть представлена в форме петли, хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены. Фитиль 28 находится в сообщении с составом, предшествующим образованию пара, в резервуаре 22 и в сообщении с нагревательной конструкцией 14, так что фитиль 28 подает состав, предшествующий образованию пара, в непосредственной близости к нагревательной конструкции 14. Таким образом, фитиль 28 может относиться к подающей промежуточной поверхности состава, предшествующего образованию пара. Комбинация по меньшей мере резервуара 22 и подающей промежуточной поверхности (например, фитиля 28) может относиться к участку, предшествующему образованию пара.
Фитиль 28 может быть выполнен из волокнистого и гибкого материала. В частности, фитиль 28 может содержать по меньшей мере одну нить, имеющую способность к втягиванию состава, предшествующего образованию пара, в фитиль 28. Например, фитиль 28 может содержать пучок нитей, таких как стеклянные (или керамические) нити. В другом примере фитиль 28 может содержать пучок, содержащий группу извилин из стеклянных нитей (например, три таких извилины), все компоновки которых приспособлены для втягивания состава, предшествующего образованию пара, в фитиль 28 посредством капиллярного действия в результате промежуточного расстояния между нитями. Источник 1 питания во второй секции 72 функционально подключен к нагревательной конструкции 14 для приложения напряжения к нагревательной конструкции 14. Электронный испаритель 60 также содержит по меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха, выполненное с возможностью подачи воздуха в центральный канал 20 для воздуха, другие части внутренней трубки 62 или как в одно, так и в другое.
Электронный испаритель 60 дополнительно содержит вставку 8 на конце, подносимом ко рту, имеющую по меньшей мере два внеосевых расходящихся выпускных отверстия 24. Вставка 8 на конце, подносимом ко рту, находится в сообщении по текучей среде с центральным каналом 20 для воздуха посредством внутренней части внутренней трубки 62 и центрального канала 63, который проходит через фиксатор 10. Нагревательная конструкция 14 выполнена с возможностью нагревания состава, предшествующего образованию пара, до температуры, достаточной для испарения состава, предшествующего образованию пара, и образования пара. Предусмотрены и другие ориентации нагревательной конструкции 14 (отличные от показанных на графических материалах). Например, хотя нагревательная конструкция 14 показана как расположенная по центру внутри внутренней трубки 62, следует понимать, что нагревательная конструкция 14 также может быть расположена смежно внутренней поверхности внутренней трубки 62.
Фитиль 28, резервуар 22 и вставка 8 на конце, подносимом ко рту, содержатся в первой секции 70, а источник 1 питания содержится во второй секции 72. В примерном варианте осуществления первая секция (например, картридж) 70 является одноразовой, а вторая секция (например, крепежное приспособление) 72 является многоразовой. Первая секция 70 и вторая секция 72 могут быть скреплены резьбовым соединением 205, при котором первая секция 70 может быть заменена при исчерпании состава, предшествующего образованию пара, в резервуаре 22. Наличие отдельных первой секции 70 и второй секции 72 обеспечивает ряд преимуществ. Во-первых, если первая секция 70 содержит нагревательную конструкцию 14, резервуар 22 и фитиль 28, то все элементы, которые потенциально находятся в контакте с составом, предшествующим образованию пара, выбрасываются при замене первой секции 70. Таким образом, не будет перекрестного загрязнения между различными вставками 8 на конце, подносимом ко рту (например, при использовании разных составов, предшествующих образованию пара). Кроме того, если первая секция 70 заменяется с подходящими интервалами, то существует меньшая вероятность засорения нагревательной конструкции 14 составом, предшествующим образованию пара. Необязательно, первая секция 70 и вторая секция 72 могут быть расположены с возможностью взаимной съемной блокировки во время сцепления.
Хотя это не показано, внешняя трубка 6 может содержать чистое (прозрачное) окно, выполненное из прозрачного материала, чтобы позволить пользователю видеть количество состава, предшествующего образованию пара, оставшегося в резервуаре 22. Чистое окно может проходить по меньшей мере вдоль части длины первой секции 70 и может полностью или частично проходить по окружности первой секции 70. В другом примерном варианте осуществления внешняя трубка 6 может быть по меньшей мере частично выполнена из прозрачного материала, чтобы позволить пользователю видеть количество состава, предшествующего образованию пара, оставшегося в резервуаре 22.
По меньшей мере одно впускное отверстие 44 для воздуха может содержать одно, два, три, четыре, пять или более впускных отверстий для воздуха. Если представлено более одного впускного отверстия для воздуха, то впускные отверстия для воздуха могут быть расположены в разных местах по всему электронному испарителю 60. Например, впускное отверстие 44a для воздуха может быть расположено на расположенном выше по потоку конце электронного испарителя 60, смежного с датчиком 16 затяжки, так что датчик 16 затяжки облегчает подачу питания на нагревательную конструкцию 14 при измерении отрицательного давления, прилагаемого пользователем. Впускное отверстие 44a для воздуха находится в сообщении со вставкой 8 на конце, подносимом ко рту, так что втягивание на вставке 8 на конце, подносимом ко рту, будет активировать датчик 16 затяжки. Во время втягивания пользователем воздух из впускного отверстия 44a для воздуха будет течь вдоль источника 1 питания (например, батареи) к по меньшей мере одному из центрального канала 20 для воздуха в уплотнении 15, других частей внутренней трубки 62 и внешней трубки 6. По меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха может быть расположено смежно и выше по потоку относительно уплотнения 15 или в любом другом желаемом месте. Изменение размера и количества впускных отверстий для воздуха может также способствовать установке желаемого сопротивления втягиванию (RTD) электронного испарителя 60.
Нагревательная конструкция 14 расположена с возможностью сообщения с фитилем 28 и нагревания состава, предшествующего образованию пара, содержащегося в фитиле 28, до температуры, достаточной для испарения состава, предшествующего образованию пара, и образования пара. Нагревательная конструкция 14 может представлять собой компоновку типа «петля», окружающую фитиль 28. Примеры подходящих электрически резистивных материалов для нагревательной конструкции 14 включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта и нержавеющей стали. Например, нагревательная конструкция 14 может содержать алюминиды никеля, материал со слоем оксида алюминия на поверхности, алюминиды железа и другие композиционные материалы. Электрически резистивный материал может быть необязательно встроен в изолирующий материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. В неограничивающем варианте осуществления нагревательная конструкция 14 содержит по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из нержавеющей стали, меди, сплавов меди, хромоникелевых сплавов, суперсплавов и их комбинаций. В любом неограничивающем варианте осуществления нагревательная конструкция 14 содержит хромоникелевые сплавы или железохромовые сплавы. Кроме того, нагревательная конструкция 14 может содержать керамическую часть, имеющую электрически резистивный слой на своей наружной поверхности. Большее удельное сопротивление для нагревательной конструкции 14 снижает потребление тока или нагрузку на источник 1 питания (батарею).
Нагревательная конструкция 14 может нагревать состав, предшествующий образованию пара, в фитиле 28 посредством теплопроводности. Альтернативно тепло от нагревательной конструкции 14 может быть передано в состав, предшествующий образованию пара, посредством теплопроводного элемента, или нагревательная конструкция 14 может передавать тепло во входящий окружающий воздух, который втягивается через электронный испаритель 60 во время использования, что, в свою очередь, нагревает состав, предшествующий образованию пара, посредством конвекции.
Фитиль 28 проходит через противоположные отверстия во внутренней трубке 62, так что концевые части 31 фитиля 28 находятся в контакте с составом, предшествующим образованию пара, в резервуаре 22. Нити фитиля 28 могут быть в целом выровнены в направлении, поперечном продольному направлению электронного испарителя 60, хотя примерные варианты осуществления этим не ограничены. Во время работы электронного испарителя 60 фитиль 28 втягивает состав, предшествующий образованию пара, из резервуара 22 в нагревательную конструкцию 14 посредством капиллярного действия в результате промежуточного расстояния между нитями фитиля 28. Фитиль 28 может включать нити, имеющие поперечное сечение, которое в целом имеет форму креста, форму клевера, Y-образную форму или любую другую подходящую форму. Капиллярные свойства фитиля 28, вместе со свойствами состава, предшествующего образованию пара, могут быть заданы для обеспечения того, что фитиль 28 будет влажным в области нагревательной конструкции 14 для избежания перегревания. Фитиль 28 и необязательный волокнистый носитель (резервуара 22) могут быть выполнены из алюмооксидной керамики. Альтернативно фитиль 28 может содержать стекловолокна, и оптический волокнистый носитель может содержать целлюлозный материал или полиэтилентерефталат.
Источник 1 питания может содержать батарею, расположенную в электронном испарителе 60 таким образом, что анод расположен ниже по потоку относительно катода. Анодный соединитель 4 батареи контактирует с расположенным ниже по потоку концом батареи. Нагревательная конструкция 14 соединена с батареей двумя расположенными на расстоянии друг от друга электрическими проводами. Соединение между концевыми частями 27 и 27' нагревательной конструкции 14 и электрическими проводами является высокопроводящим и теплостойким, тогда как нагревательная конструкция 14 является высокорезистивной, так что образование тепла происходит в основном вдоль нагревательной конструкции 14, а не у контактов.
Батарея может представлять собой литий-ионную батарею или один из ее вариантов (например, литий-ион-полимерную батарею). Батарея может также представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею, литий-марганцевую батарею, литий-кобальтовую батарею или топливный элемент. Электронный испаритель 60 можно использовать до тех пор, пока энергия в источнике 1 питания не будет исчерпана, после чего необходимо заменить источник 1 питания. Альтернативно источник 1 питания может быть перезаряжаемым и содержать цепь, позволяющую заряжать батарею внешним зарядным устройством. В этом перезаряжаемом варианте осуществления цепь, в заряженном состоянии, подает питание для желаемого или предопределенного количества применений отрицательного давления, после чего цепь должна быть снова подключена к внешнему зарядному устройству.
Электронный испаритель 60 также содержит схему управления, содержащую датчик 16 затяжки. Датчик 16 затяжки выполнен с возможностью измерения падения давления воздуха и инициации подачи напряжения от источника 1 питания к нагревательной конструкции 14. Схема управления содержит индикатор 48 активации нагревателя, который выполнен с возможностью свечения при активации нагревательной конструкции 14. Индикатор 48 активации нагревателя может содержать светодиод и может быть расположен на расположенном выше по потоку конце электронного испарителя 60, так что индикатор 48 активации нагревателя приобретает вид горящего уголька во время приложения отрицательного давления. Альтернативно индикатор 48 активации нагревателя может быть расположен на стороне электронного испарителя 60, чтобы быть более заметным для пользователя. Индикатор 48 активации нагревателя может иметь различные формы, размеры, численности и конфигурации. Например, индикатор 48 активации нагревателя может иметь круглую, эллиптическую или многоугольную форму (для одного или более таких индикаторов). В другом примере индикатор 48 активации нагревателя может иметь линейную или кольцевую форму, которая является непрерывной или сегментированной. Например, индикатор активации нагревателя может быть представлен в виде удлиненной полосы, которая проходит вдоль корпуса электронного испарителя 60. В другом примере индикатор 48 активации нагревателя может быть представлен в виде кольца, которое проходит вокруг корпуса электронного испарителя 60. Кольцо может быть расположено в первой секции 70 или второй секции 72 (например, смежно расположенному выше по потоку концу). Следует понимать, что индикатор 48 активации нагревателя может быть расположен на по меньшей мере одном из концов и сторон электронного испарителя 60. Кроме того, индикатор 48 активации нагревателя может использоваться для диагностики электронной системы испарения. Индикатор 48 активации нагревателя также может быть выполнен так, что пользователь может активировать, деактивировать или активировать и деактивировать индикатор 48 активации нагревателя для обеспечения конфиденциальности, так что при желании индикатор 48 активации нагревателя не будет активироваться во время парения.
Схема управления, объединенная с датчиком 16 затяжки, может автоматически подавать питание на нагревательную конструкцию 14 в ответ на датчик 16 затяжки, например, с ограничителем максимального временного периода. Альтернативно схема управления может содержать управляемый вручную переключатель для инициирования пользователем парения. Временной период подачи электрического тока на нагревательную конструкцию 14 может быть предварительно установлен в зависимости от количества состава, предшествующего образованию пара, которое является желательным для испарения. Для этого схема управления может быть программируемой. Схема управления может подавать питание на нагревательную конструкцию 14, пока датчик 16 затяжки выявляет падение давления.
При активации нагревательная конструкция 14 нагревает часть фитиля 28, окруженную нагревательной конструкцией 14, в течение менее приблизительно 10 секунд (например, менее приблизительно 7 секунд). Таким образом, цикл включения-выключения (или максимальная продолжительность непрерывного приложения отрицательного давления) может находиться в диапазоне от приблизительно 2 секунд до приблизительно 10 секунд (например, от приблизительно 3 секунд до приблизительно 9 секунд, от приблизительно 4 секунд до приблизительно 8 секунд или от приблизительно 5 секунд до приблизительно 7 секунд).
Резервуар 22 может по меньшей мере частично окружать центральный канал 20 для воздуха, и нагревательная конструкция 14 и фитиль 28 могут проходить между частями резервуара 22. Необязательный носитель внутри резервуара 22 может представлять собой волокнистый материал, включающий хлопок, полиэтилен, сложный полиэфир, вискозу и их комбинации. Волокна могут иметь диаметр в диапазоне от приблизительно 6 микрометров до приблизительно 15 микрометров (например, от приблизительно 8 микрометров до приблизительно 12 микрометров или от приблизительно 9 микрометров до приблизительно 11 микрометров). Кроме того, волокна могут иметь такой размер, чтобы быть непригодными для вдыхания, и могут иметь поперечное сечение, имеющее Y-образную форму, форму креста, форму клевера или любую другую подходящую форму. При использовании вместо волокон необязательный носитель может представлять собой спеченный, пористый или вспененный материал. Кроме того, следует понимать, что резервуар 22 может представлять собой лишь заполненный бак, в котором отсутствует волокнистый носитель.
Состав, предшествующий образованию пара, имеет температуру кипения, подходящую для использования в электронном испарителе 60. Если температура кипения слишком высокая, нагревательная конструкция 14 может не иметь возможности надлежащим образом испарять состав, предшествующий образованию пара, в фитиле 28. И наоборот, если температура кипения слишком низкая, состав, предшествующий образованию пара, может преждевременно испаряться даже без активации нагревательной конструкции 14.
Состав, предшествующий образованию пара, может представлять собой табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из состава, предшествующего образованию пара, при нагревании. Состав, предшествующий образованию пара, также может представлять собой материал, содержащий табачный ароматизатор, или никотинсодержащий материал. Альтернативно или в дополнение к этому состав, предшествующий образованию пара, может содержать нетабачный материал. Например, состав, предшествующий образованию пара, может содержать воду, растворители, активные ингредиенты, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Состав, предшествующий образованию пара, может дополнительно содержать вещество для образования пара. Примерами подходящих веществ для образования пара являются глицерин, пропиленгликоль и т. д.
Во время парения состав, предшествующий образованию пара, переносится из резервуара 22 ближе к нагревательной конструкции 14 посредством капиллярного действия через фитиль 28. Фитиль 28 имеет первую концевую часть и противоположную вторую концевую часть 31. Первая концевая часть и вторая концевая часть 31 проходят в противоположные стороны резервуара 22 для контакта с составом, предшествующим образованию пара, содержащимся в нем. Нагревательная конструкция 14 окружает по меньшей мере часть фитиля 28, так что при активации нагревательной конструкции 14 состав, предшествующий образованию пара, в этой части (например, центральной части) фитиля 28 испаряется нагревательной конструкцией 14 с образованием пара.
Резервуар 22 может быть выполнен с возможностью защиты состава, предшествующего образованию пара, в нем от кислорода, так что риск деградации состава, предшествующего образованию пара, значительно снижается. Дополнительно внешняя трубка 6 может быть выполнена с возможностью защиты состава, предшествующего образованию пара, от света, так что риск деградации состава, предшествующего образованию пара, значительно снижается.
Вставка 8 на конце, подносимом ко рту, содержит по меньшей мере два расходящихся выпускных отверстия 24 (например, 3, 4, 5 или более). Выпускные отверстия 24 вставки 8 на конце, подносимом ко рту, расположены на концах внеосевых каналов и направлены наружу под углом относительно продольного направления электронного испарителя 60. В контексте данного документа термин «внеосевой» обозначает под углом к продольному направлению электронного испарителя. Также вставка 8 на конце, подносимом ко рту, (или направляющая для потока) может содержать выпускные отверстия, равномерно распределенные вокруг вставки 8 на конце, подносимом ко рту, для по существу равномерного распределения пара во рту пользователя во время парения. Таким образом, когда пар проходит в рот пользователя, пар движется в разных направлениях, чтобы обеспечить полное вкусовое ощущение по сравнению с электронными испарителями, имеющими одно осевое отверстие, которое направляет пар в одно место во рту пользователя.
Выпускные отверстия 24 и внеосевые каналы расположены таким образом, что капли неиспаренного состава, предшествующего образованию пара, (содержащиеся на по меньшей мере одной из внутренних поверхностей 81 воздействия пара во вставке 8 на конце, подносимом ко рту, и внутренних поверхностей внеосевых каналов) удаляются или разрушаются. Выпускные отверстия 24 вставки 8 на конце, подносимом ко рту, расположены на концах внеосевых каналов и могут быть направлены под углом от приблизительно 5 градусов до приблизительно 60 градусов относительно центральной оси внешней трубки 6 с целью удаления капель неиспаренного состава, предшествующего образованию пара, и с целью более полного распределения пара во рту во время парения. Каждое выпускное отверстие 24 может иметь диаметр от приблизительно 0,015 дюйма до приблизительно 0,090 дюйма (например, от приблизительно 0,020 дюйма до приблизительно 0,040 дюйма или от приблизительно 0,028 дюйма до приблизительно 0,038 дюйма). Размер выпускных отверстий 24 и внеосевых каналов вместе с количеством выпускных отверстий 24 могут быть выбраны для регулировки, при желании, сопротивления втягиванию (RTD) электронного испарителя 60.
Внутренняя поверхность 81 вставки 8 на конце, подносимом ко рту, может представлять собой в целом куполообразную поверхность. Альтернативно внутренняя поверхность 81 вставки 8 на конце, подносимом ко рту, может в целом иметь форму цилиндра или усеченного конуса с плоской торцевой поверхностью. Внутренняя поверхность 81 может быть по существу равномерной по всей своей поверхности или симметричной вокруг продольной оси вставки 8 на конце, подносимом ко рту. Однако внутренняя поверхность 81 может альтернативно иметь неправильную форму или другие формы.
Вставка 8 на конце, подносимом ко рту, может быть полностью прикреплена внутри внешней трубки 6 первой секции 70. Вставка 8 на конце, подносимом ко рту, может быть выполнена из полимера, выбранного из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, поливинилхлорида, полиэфирэфиркетона (PEEK) и их комбинаций. Вставка 8 на конце, подносимом ко рту, может быть также окрашена при желании.
Электронный испаритель 60 может также содержать отклонитель потока воздуха. Отклонитель потока воздуха выполнен с возможностью управления потоком воздуха на или вокруг нагревательной конструкции 14 с целью уменьшения тенденции втягиваемого воздуха охлаждать нагревательную конструкцию 14, что в противном случае может привести к сниженному выходу пара. В примерном варианте осуществления отклонитель потока воздуха может содержать непроницаемый штранг на расположенном ниже по потоку конце центрального канала 20 для воздуха в уплотнении 15. Центральный канал 20 для воздуха представляет собой центральный канал, проходящий в осевом направлении, в уплотнении 15 и внутренней трубке 62. Уплотнение 15 уплотняет расположенный выше по потоку конец кольца между внешней трубкой 6 и внутренней трубкой 62. Отклонитель потока воздуха может содержать по меньшей мере один радиальный канал для воздуха для направления воздуха из центрального канала 20 для воздуха наружу к внутренней трубке 62 и во внешний канал 9 для воздуха, образованный между внешней периферией расположенной ниже по потоку концевой части уплотнения 15 и внутренней стенкой внутренней трубки 62.
Диаметр сквозного отверстия центрального канала 20 для воздуха может быть по существу таким же, как и диаметр по меньшей мере одного радиального канала для воздуха. Диаметр сквозного отверстия центрального канала 20 для воздуха и по меньшей мере одного радиального канала для воздуха может находиться в диапазоне от приблизительно 1,5 миллиметра до приблизительно 3,5 миллиметра (например, от приблизительно 2,0 миллиметров до приблизительно 3,0 миллиметров). Необязательно диаметр сквозного отверстия центрального канала 20 для воздуха и по меньшей мере одного радиального канала для воздуха может быть отрегулирован для управления сопротивлением втягиванию (RTD) электронного испарителя 60. Во время парения воздух течет в сквозное отверстие центрального канала 20 для воздуха, через по меньшей мере один радиальный канал для воздуха и во внешний канал 9 для воздуха, так что меньшая часть потока воздуха направлена в центральную часть нагревательной конструкции 14 с целью снижения или сведения к минимуму эффекта охлаждения потока воздуха на нагревательной конструкции 14 во время циклов нагревания. Таким образом, входящий воздух направлен от центра нагревательной конструкции 14, и скорость воздуха, проходящего мимо нагревательной конструкции 14, снижена по сравнению с потоком воздуха через центральное отверстие в уплотнении 15, ориентированном непосредственно в линию со средней частью нагревательной конструкции 14.
На фиг. 4 представлен увеличенный вид части электронного испарителя, содержащего нагревательную конструкцию по фиг. 3. Ссылаясь на фиг. 3-4, нагревательная конструкция 14 представляет собой компоновку типа «петля» с фитилем 28, проходящим через нее. Принцип работы нагревательной конструкции 14 на фиг. 3-4 может быть таким же, как описано в связи с нагревательной конструкцией 114 на фиг. 1A-1B. В частности, базовая проволока и оболочковый слой нагревательной конструкции 14 на фиг. 3-4 соответствуют базовой проволоке 123 и оболочковому слою 119 нагревательной конструкции 114 на фиг. 1A-1B соответственно. Примечательно, что базовая проволока 123 на фиг. 1A-1B выполнена в виде петли на фиг. 3-4. Дополнительно оболочковый слой 119 на фиг. 1A-1B нанесен вокруг петли на фиг. 3-4. Кроме того, как показано на фиг. 3-4, одна неуглубленная часть проходит вверх для соединения с положительным (или отрицательным) выводом источника 1 питания посредством электрического провода, тогда как противоположная неуглубленная часть проходит вниз для соединения с отрицательным (или положительным) выводом источника 1 питания посредством электрического провода.
Как показано на фиг. 3-4, фитиль 28 проходит через отверстие компоновки типа «петля» нагревательной конструкции 14. Концевые части 31 фитиля 28 также проходят через внутреннюю трубку 62 с целью сообщения по текучей среде с составом, предшествующим образованию пара, в резервуаре 22. В результате, при подаче тока на нагревательную конструкцию 14 от источника 1 питания углубленные части оболочкового слоя будут подвергаться резистивному нагреванию и будут испарять состав, предшествующий образованию пара, в фитиле 28 для создания пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления. Альтернативно следует понимать, что нагревательная конструкция 214 по фиг. 2A-2B может быть также использована в электронном испарителе 60.
На фиг. 5 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей форму петли и неуглубленные части, проходящие в противоположных направлениях, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 5, нагревательная конструкция 1114 может соответствовать нагревательной конструкции 14 на фиг. 3-4. Дополнительно первая неуглубленная часть 1120a, углубленная часть 1122 и вторая неуглубленная часть 1120b по фиг. 5 могут соответствовать первой неуглубленной части 120a, углубленной части 122 и второй неуглубленной части 120b по фиг. 1A-1B. Отверстие, определенное углубленной частью 1122, предназначено для вмещения фитиля, имеющего удлиненную форму. Хотя это не показано на фиг. 5, первая неуглубленная часть 1120a и вторая неуглубленная часть 1120b будут соединены с источником питания (например, посредством электрических проводов). Дополнительно следует понимать, что первая неуглубленная часть 1120a и вторая неуглубленная часть 1120b могут быть ориентированы в разных направлениях исходя из местоположения электрических проводов (например, оба вверх, оба вниз). Кроме того, углубленная часть 1122 может иметь форму кольца или овала исходя из вида сверху или снизу. Если углубленная часть 1122 имеет форму кольца, внутренний диаметр может быть равен или меньше диаметра фитиля, предназначенного для прохождения по ней. Альтернативно следует понимать, что нагревательная конструкция 214 по фиг. 2A-2B может также быть применима в неограничивающем варианте осуществления по фиг. 5.
На фиг. 6 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей форму петли и неуглубленные части, проходящие в одном и том же направлении, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 6, нагревательная конструкция 314 выполнена с возможностью прижимания к подающей промежуточной поверхности 330 участка, предшествующего образованию пара, электронного испарителя. Первая неуглубленная часть 320a, углубленная часть 322 и вторая неуглубленная часть 320b по фиг. 6 могут соответствовать первой неуглубленной части 120a, углубленной части 122 и второй неуглубленной части 120b по фиг. 1A-1B. Хотя углубленная часть 322 показана как выполненная в форме петли, следует понимать, что углубленную часть 322 можно регулировать для продолжения движения по кругу вокруг нее самой с образованием спиральной формы, что будет обеспечивать большую площадь контакта с подающей промежуточной поверхностью 330.
Подающая промежуточная поверхность 330 может представлять собой фитиль, имеющий плоскую форму. В электронном испарителе подающая промежуточная поверхность 330 может быть размещена в или вокруг отверстия (например, во внутренней трубке 62), ведущего в резервуар. Форма подающей промежуточной поверхности 330 и нагревательной конструкции 314, контактирующих друг с другом, может соответствовать форме отверстия (например, во внутренней трубке 62), ведущего в резервуар. Таким образом, если отверстие имеет круглую форму, то подающая промежуточная поверхность 330 и нагревательная конструкция 314 могут также иметь круглую форму. Кроме того, поскольку нагревательная конструкция 314 может быть выполнена с возможностью сведения к минимуму доли углубленной части 322, которая не контактирует с подающей промежуточной поверхностью 330 (например, посредством первой и второй неуглубленных частей 320a и 320b), количество отходящего тепла может быть снижено.
Первая неуглубленная часть 320a и вторая неуглубленная часть 320b могут функционировать в качестве по меньшей мере одного из ручки и механизма для приложения силы упругости к подающей промежуточной поверхности 330. Например, для приложения силы упругости к подающей промежуточной поверхности 330 первая неуглубленная часть 320a и вторая неуглубленная часть 320b могут быть изогнуты или согнуты для обеспечения упругости лежащей в основе базовой проволоки для прижимания углубленной части 322 к подающей промежуточной поверхности 330. Кроме того, хотя это не показано на фиг. 6, первая неуглубленная часть 320a и вторая неуглубленная часть 320b будут соединены с источником питания (например, посредством электрических проводов). Во время парения нагревательная конструкция 314 будет испарять состав, предшествующий образованию пара, в подающей промежуточной поверхности 330 с образованием пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления. Альтернативно следует понимать, что нагревательная конструкция 214 по фиг. 2A-2B может также быть применима в неограничивающем варианте осуществления по фиг. 6.
На фиг. 7 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей извилистую форму, которая напоминает многоугольную форму, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 7, нагревательная конструкция 414 выполнена с возможностью прижимания к подающей промежуточной поверхности 430 участка, предшествующего образованию пара, электронного испарителя. Первая неуглубленная часть 420a, углубленная часть 422 и вторая неуглубленная часть 420b по фиг. 7 могут соответствовать первой неуглубленной части 120a, углубленной части 122 и второй неуглубленной части 120b по фиг. 1A-1B. Как показано на фиг. 7, нагревательная конструкция 414 имеет извилистую форму, которая напоминает многоугольную форму (например, квадрат или прямоугольник). Подающая промежуточная поверхность 430 может представлять собой фитиль, имеющий плоскую форму. В электронном испарителе подающая промежуточная поверхность 430 может быть размещена в или вокруг отверстия (например, во внутренней трубке 62), ведущего в резервуар. Первая неуглубленная часть 420a и вторая неуглубленная часть 420b могут функционировать в качестве по меньшей мере одного из ручки и механизма для приложения силы упругости к подающей промежуточной поверхности 430. Кроме того, хотя это не показано на фиг. 7, первая неуглубленная часть 420a и вторая неуглубленная часть 420b будут соединены с источником питания (например, посредством электрических проводов). Во время парения нагревательная конструкция 414 будет испарять состав, предшествующий образованию пара, в подающей промежуточной поверхности 430 с образованием пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления. Альтернативно следует понимать, что нагревательная конструкция 214 по фиг. 2A-2B может также быть применима в неограничивающем варианте осуществления по фиг. 7.
На фиг. 8 представлен вид в перспективе нагревательной конструкции, имеющей извилистую форму, которая напоминает круглую форму, согласно примерному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 8, нагревательная конструкция 514 выполнена с возможностью прижимания к подающей промежуточной поверхности 530 участка, предшествующего образованию пара, электронного испарителя. Первая неуглубленная часть 520a, углубленная часть 522 и вторая неуглубленная часть 520b по фиг. 8 могут соответствовать первой неуглубленной части 120a, углубленной части 122 и второй неуглубленной части 120b по фиг. 1A-1B. Как показано на фиг. 8, нагревательная конструкция 514 имеет извилистую форму, которая напоминает круглую форму. Подающая промежуточная поверхность 530 может представлять собой фитиль, имеющий плоскую форму. В электронном испарителе подающая промежуточная поверхность 530 может быть размещена в или вокруг отверстия (например, во внутренней трубке 62), ведущего в резервуар. Первая неуглубленная часть 520a и вторая неуглубленная часть 520b могут функционировать в качестве по меньшей мере одного из ручки и механизма для приложения силы упругости к подающей промежуточной поверхности 530. Кроме того, хотя это не показано на фиг. 8, первая неуглубленная часть 520a и вторая неуглубленная часть 520b будут соединены с источником питания (например, посредством электрических проводов). Во время парения нагревательная конструкция 514 будет испарять состав, предшествующий образованию пара, в подающей промежуточной поверхности 530 с образованием пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления. Альтернативно следует понимать, что нагревательная конструкция 214 по фиг. 2A-2B может также быть применима в неограничивающем варианте осуществления по фиг. 8.
В дополнение к примерам, раскрытым в данном документе, нагревательная конструкция может иметь спиральную форму, которая напоминает цилиндрическую форму (или даже коническую форму). Например, базовая проволока служит в качестве рамы для нагревательной конструкции и может представлять собой цилиндрическую спираль с оболочковым слоем, покрывающим базовую проволоку. Нагревательная конструкция может быть расположена внутри внутренней трубки (например, внутренней трубки 62) электронного испарителя таким образом, что свободная длина спиральной формы проходит коаксиально с внутренней трубкой вдоль ее части или всей протяженности. Дополнительно подающая промежуточная поверхность (например, поглощающий слой) может быть размещена между нагревательной конструкцией и внутренней трубкой. Один или более поглощающих слоев (например, сетка), служащих в качестве подающей промежуточной поверхности, могут быть обернуты вокруг нагревательной конструкции. В этом неограничивающем варианте осуществления поглощающий слой, служащий в качестве подающей промежуточной поверхности, может быть прижат к внутренней поверхности внутренней трубки посредством упругой деформации нагревательной конструкции. В этом отношении, наружный диаметр спиральной формы нагревательной конструкции может соответствовать приблизительно внутреннему диаметру внутренней трубки (или иным образом иметь соответствующий размер для учета толщины подающей промежуточной поверхности) с целью приложения силы упругости, что приводит к прижиманию поглощающего слоя, служащего в качестве подающей промежуточной поверхности, к внутренней поверхности внутренней трубки. Кроме того, внутренняя трубка может также иметь одно или более отверстий, которые обеспечивают возможность втягивания состава, предшествующего образованию пара, из резервуара (например, резервуара 22) в подающую промежуточную поверхность посредством капиллярного действия. В результате, при активации электронного испарителя нагревательная конструкция будет испарять состав, предшествующий образованию пара, в подающей промежуточной поверхности с образованием пара, который втягивается через выпускное отверстие устройства при приложении отрицательного давления. В этой конфигурации резервуар может быть представлен необязательно в виде заполненного бака, который не содержит носителя, такого как волокнистый материал.
Хотя в данном документе раскрыт ряд примерных вариантов осуществления, следует понимать, что возможны другие вариации. Такие вариации не следует рассматривать как отклонение от объема настоящего изобретения, и все такие модификации, которые будут очевидны специалисту в данной области техники исходя из данных, представленных в данном документе, предназначены для включения в объем следующей формулы изобретения.