ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА И ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТАКОЙ СИСТЕМЕ
AEROSOL-GENERATING SYSTEM AND AEROSOL-GENERATING ARTICLE FOR USE IN SUCH SYSTEM

Настоящее изобретение относится к генерирующим аэрозоль системам с индукционным нагревом, содержащим источник никотина для генерирования аэрозоля, содержащего никотин. Настоящее изобретение также относится к генерирующему аэрозоль изделию, содержащему источник никотина, для применения в такой генерирующей аэрозоль системе. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу регулирования стехиометрии реакции между парами никотина и парами второго вещества.
Известны различные генерирующие аэрозоль системы и устройства для доставки никотина пользователю из источника никотина. В них нагревательный элемент нагревает источник никотина и соединение, ускоряющее доставку. Различия в давлении паров двух соединений может привести к ненадлежащей стехиометрии реакции. С целью улучшения реакции может быть выбрано соединение, ускоряющее доставку, имеющее сходное с никотином давление паров. Однако это ограничивает выбор соединений для использования в сочетании с никотином.
Таким образом, существует необходимость в генерирующей аэрозоль системе, содержащей источник никотина, имеющий усовершенствованный нагревательный механизм. В частности, существует необходимость в таких генерирующей аэрозоль системе и генерирующем аэрозоль изделии для применения в указанной системе, которые обеспечивают эффективную стехиометрию реакции и предпочтительно стабильное образование аэрозоля, и которые являются адаптируемыми к соединениям, имеющим разные давления паров.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предусмотрена генерирующая аэрозоль система. Генерирующая аэрозоль система содержит два источника вещества, включая источник никотина и источник второго вещества. Система дополнительно содержит токоприемник, предпочтительно один токоприемник, для нагревания одного из двух источников вещества. Источник питания системы соединен с контуром нагрузки. Контур нагрузки содержит индуктор, предназначенный для индуктивной связи с токоприемником. Два источника вещества находятся в тепловой связи таким образом, что второй из двух источников вещества, который не нагревается токоприемником, выполнен с возможностью быть нагретым за счет передачи тепла от того из двух источников вещества, который нагревается токоприемником. В то время как одно вещество нагревается непосредственно токоприемником, второе вещество нагревается за счет передачи тепла от того вещества, которое нагревается токоприемником.
В генерирующей аэрозоль системе два источника вещества оба выполнены с возможностью быть нагретыми до температур испарения веществ. Предпочтительно два источника вещества выполнены с возможностью быть нагретыми до отдельных температур, причем эти отдельные температуры превышают температуры, необходимые для испарения вещества для каждого из соответствующих источников вещества.
За счет снабжения токоприемником только одного источника оба вещества двух источников могут быть нагреты и могут быть нагреты до отдельных температур. Однако предусмотрен только один нагревательный элемент, и требуется работа только одного нагревательного элемента, что снижает сложность и стоимость изготовления системы согласно настоящему изобретению.
Токоприемник может быть адаптирован и выполнен для нагревания либо источника никотина, либо источника второго вещества.
Система выполнена таким образом, что нагрев осуществляется с предпочтительным созданием эффективной стехиометрии реакции паров никотина и паров второго вещества с получением аэрозоля. Токоприемник и тепловая связь, т. е. перенос тепла, могут быть выполнены таким образом, что нагрев осуществляется так, чтобы обеспечивать стабильную доставку никотина пользователю. Предпочтительно пользователю не доставляются непрореагировавшие пары никотина или непрореагировавшие пары второго вещества.
Токоприемник может быть выполнен так, чтобы нагревать один из двух источников вещества до первой температуры. Дополнительно тепловая связь двух источников вещества может быть выполнена таким образом, что другой из двух источников вещества, который не нагревается токоприемником, может быть нагрет за счет передачи тепла до второй температуры. При этом первая температура и вторая температура могут быть одинаковыми, но в общем они различны. Предпочтительно вторая температура ниже, чем первая температура. Первая и вторая температуры могут быть такими, чтобы испарялось требуемое количество никотина и требуемое количество второго вещества с тем, чтобы достигалась эффективная стехиометрия реакции. Предпочтительно токоприемник используется для нагрева источника вещества, для которого требуются более высокие температуры для генерирования паров. В зависимости от температур испарения и давлений паров двух источников вещества токоприемник может быть использован для нагрева источника никотина или для нагрева источника второго вещества. Токоприемник может быть использован для нагрева источника вещества, являющегося более теплостойким и менее склонным к перегреву или горению.
Благодаря тому, что для источника никотина и источника второго вещества могут быть достигнуты различные температуры, для генерирования аэрозоля может быть выбрана комбинация веществ, причем вещества характеризуются разными давлениями паров. Таким образом при образовании аэрозоля могут быть обеспечены большая гибкость и вариативность.
Токоприемник может находиться в непосредственном контакте, предпочтительно ― в непосредственном физическом контакте, либо с источником никотина, либо с источником второго вещества. Предпочтительно токоприемник находится в непосредственном контакте, предпочтительно ― в непосредственном физическом контакте, либо с источником никотина, либо с источником второго вещества. Если токоприемник находится в контакте с одним источником, токоприемник не находится в контакте с другим источником.
Непосредственный контакт, в частности непосредственный физический контакт, может снижать или полностью исключать тепловые потери между нагревательным элементом и источником, подлежащим нагреву. Таким образом, непосредственный контакт может обеспечивать очень эффективное нагревание источника вещества.
В контексте данного документа термин «токоприемник» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При размещении в переменном электромагнитном поле в токоприемнике наводятся вихревые токи и происходят потери на гистерезис, что вызывает нагревание токоприемника. Поскольку токоприемник расположен по меньшей мере в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости с источником никотина или со вторым источником вещества, соответствующие источники нагреваются токоприемником так, что образуется пар. Предпочтительно, токоприемник расположен в непосредственном физическом контакте с соответствующим источником.
Токоприемник может быть образован из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для испарения никотина и второго вещества. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать ферромагнитный материал, например ферритное железо или ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, или может состоять из них. Предпочтительный токоприемник может содержать феррит или состоять из него. Подходящий токоприемник может содержать алюминий. Токоприемник предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно ― более чем 20%, предпочтительно ― более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 50 градусов Цельсия. При использовании с системой согласно настоящему изобретению токоприемники могут быть нагреты до температур в следующих предпочтительных диапазонах: от 30 до 150 градусов Цельсия, от 35 до 140 градусов Цельсия, от 45 до 130 градусов Цельсия, от 65 до 120 градусов Цельсия и от 80 до 110 градусов Цельсия. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например, с металлическими дорожками, образованными на поверхности керамического сердечника. Токоприемник может иметь защитный внешний слой, например, защитный керамический слой или защитный стеклянный слой, охватывающий токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла поверх сердечника, выполненного из материала токоприемника.
Токоприемник может представлять собой металлический удлиненный материал.
Токоприемник может представлять собой волокно, стержень, лист или ленту.
Токоприемник может быть сплошным, полым или пористым. Предпочтительно токоприемник является сплошным.
Токоприемник может быть носителем для источника никотина или второго вещества. Например, никотин или второе вещество могут быть загружены на токоприемник или в него. Например, токоприемник может представлять собой материал наподобие губки, например, металлическую губку.
Если профиль токоприемника имеет постоянное поперечное сечение, например круглое поперечное сечение, его предпочтительная ширина или диаметр составляет от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 5 миллиметров. Если профиль токоприемника имеет форму листа или ленты, лист или лента предпочтительно имеет прямоугольную форму с шириной предпочтительно от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров, более предпочтительно ― от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 5 миллиметров, например, 4 миллиметра, и толщиной предпочтительно от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,15 миллиметра, более предпочтительно ― от приблизительно 0,05 миллиметра до приблизительно 0,09 миллиметра, например, приблизительно 0,07 миллиметра.
В качестве общего правила, когда термин «приблизительно» используют в сочетании с конкретной величиной по всей данной заявке, следует понимать, что величина, следующая за термином «приблизительно», не обязательно должна точно равняться конкретной величине по техническим соображениям. Тем не менее, термин «приблизительно», используемый в сочетании с конкретной величиной, всегда следует понимать, как включающий в себя и явным образом выражающий конкретную величину, следующую за термином «приблизительно».
Источник никотина может содержать одно или несколько из никотина, основания никотина, соли никотина, такой как никотин-HCl, никотин-битартрат или никотин-дитартрат, или производной никотина. Источник никотина может содержать натуральный никотин или синтетический никотин. Источник никотина может содержать чистый никотин, раствор никотина в водном или неводном растворителе или жидкий экстракт табака.
Источник никотина может дополнительно содержать соединение, образующее электролит. Соединение, образующее электролит, может быть выбрано из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, солей щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов и их комбинаций. Например, источник никотина может содержать соединение, образующее электролит, выбранное из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, оксида лития, оксида бария, хлорида калия, хлорида натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, сульфата аммония и их сочетаний.
Источник никотина может содержать водный раствор никотина, основание никотина, соль никотина или производное никотина и соединение, образующее электролит.
Источник никотина может дополнительно содержать другие компоненты, включая, но без ограничения, натуральные ароматизаторы, искусственные ароматизаторы и антиоксиданты.
Источник никотина может содержать сорбционный элемент и никотин, сорбированный на сорбционном элементе. Если токоприемник предназначен для нагрева источника никотина, предпочтительно токоприемник находится в физическом контакте с сорбционным элементом. Например, токоприемник может быть встроен в сорбционный элемент.
Сорбционный элемент может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, сорбционный элемент может содержать одно или более из стекла, целлюлозы, керамики, нержавеющей стали, алюминия, полиэтилена (PE), полипропилена, полиэтилентерефталата (PET), поли(циклогександиметилентерефталата) (PCT), полибутилентерефталата (PBT), политетрафторэтилена (PTFE), вспененного политетрафторэтилена (ePTFE) и BAREX.
Сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент, содержащий один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из пористых пластмассовых материалов, пористых полимерных волокон и пористых стеклянных волокон.
Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению к никотину.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размер и форму.
В некоторых вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрический штранг. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористый по существу цилиндрический штранг.
В других вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую полую трубу. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую полую трубу.
Размер, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны так, чтобы обеспечивать возможность сорбции желаемого количества никотина на сорбционном элементе.
Сорбционный элемент преимущественно действует как резервуар для никотина.
Второе вещество представляет собой соединение, ускоряющее доставку, или вещество для реакции с парами никотина. Пары никотина реагируют с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля. Формируемый аэрозоль доставляется к расположенному ниже по потоку концу генерирующего аэрозоль изделия и к пользователю.
Соединение, ускоряющее доставку, может представлять собой кислоту. Соединение, ускоряющее доставку, может представлять собой кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, 2-оксопропановой кислоты (молочной кислоты) и их сочетаний. Предпочтительно соединение, ускоряющее доставку, представляет собой пировиноградную кислоту или молочную кислоту.
Источник второго вещества, например, содержащий источник пировиноградной кислоты или источник молочной кислоты, может содержать сорбционный элемент и второе вещество, например, молочную кислоту, сорбированную на сорбционном элементе. Если токоприемник предназначен для нагрева источника второго вещества, предпочтительно токоприемник находится в физическом контакте с сорбционным элементом. Например, токоприемник может быть встроен в сорбционный элемент.
Сорбционный элемент может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов, например, из перечисленных выше.
Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению ко второму веществу.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размер и форму.
Сорбционный элемент для второго вещества может иметь такие же форму, материал и размер, как описанные выше в отношении сорбционного элемента для никотина. В частности, два сорбционных элемента могут быть идентичны.
Размер, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны так, чтобы обеспечивать возможность сорбции желаемого количества второго вещества на сорбционном элементе.
Сорбционный элемент преимущественно действует как резервуар для второго вещества.
Предпочтительно источник второго вещества содержит источник молочной кислоты или источник пировиноградной кислоты, и аэрозоль в генерирующей аэрозоль системе содержит частицы никотиновой соли. Частицы никотиновой соли могут представлять собой частицы соли никотина лактата или частицы соли никотина пирувата.
Генерирующая аэрозоль система и генерирующее аэрозоль изделие согласно настоящему изобретению преимущественно позволяют достичь эффективной стехиометрии реакции за счет нагревания источника никотина и источника второго вещества до разных температур, и дополнительно или альтернативно с разными скоростями с использованием одного токоприемника. Как дополнительно описано и проиллюстрировано ниже, это обеспечивает возможность хранения и нагрева источника никотина и источника второго вещества в двух отделениях в одном компоненте внутри генерирующей аэрозоль системы и генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению. Это преимущественно уменьшает сложность и стоимость изготовления генерирующей аэрозоль системы и генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению.
Нагревание источника никотина и источника второго вещества до температуры, превышающей температуру окружающей среды, с использованием одного токоприемника, позволяет регулировать количество паров никотина и паров кислоты второго вещества, высвобождаемых из источника никотина и источника второго вещества соответственно. Это преимущественно обеспечивает возможность пропорционального регулирования и уравновешивания концентраций паров никотина и второго вещества для достижения эффективной стехиометрии реакции. Это преимущественно улучшает эффективность образования аэрозоля и стабильность подачи никотина пользователю. Преимущественно, это также снижает риск нежелательной доставки пользователю избыточного количества реагента.
Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению содержит ближний конец, через который при использовании аэрозоль выходит из генерирующей аэрозоль системы для доставки пользователю. Ближний конец может называться также мундштучным концом. При использовании предпочтительно пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце генерирующей аэрозоль системы. Генерирующая аэрозоль система предпочтительно содержит дальний конец, противоположный ближнему концу.
Как правило, когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце генерирующей аэрозоль системы, воздух втягивается в генерирующую аэрозоль систему, проходит через генерирующую аэрозоль систему и выходит из генерирующей аэрозоль системы на ближнем конце. Компоненты или части компонентов генерирующей аэрозоль системы могут быть описаны как расположенные выше по потоку или ниже по потоку относительно друг друга на основе их относительных положений между ближним концом и дальним концом генерирующей аэрозоль системы.
Как используются в данном документе, термины «выше по потоку», «ниже по потоку», «ближний» и «дальний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов генерирующей аэрозоль системы и генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению.
Генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению может содержать генерирующее аэрозоль изделие. В целом генерирующее аэрозоль изделие вставляют в полость индукционного нагревательного устройства генерирующей аэрозоль системы так, что тепло может быть вызвано в токоприемнике посредством соответствующего индуктора электронной схемы источника питания, размещенной в индукционном нагревательном устройстве. Генерирующее аэрозоль изделие, содержащееся в генерирующей аэрозоль системе, может быть таким, как описано ниже.
Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль изделию. Генерирующее аэрозоль изделие содержит картридж, содержащий первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник второго вещества. Токоприемник расположен в любом из первого отделения или второго отделения.
Как используется в данном документе, термин «первое отделение» используется для описания одной или более камер или емкостей внутри генерирующего аэрозоль изделия, содержащих источник никотина.
Как используется в данном документе, термин «второе отделение» используется для описания одной или более камер или емкостей внутри генерирующего аэрозоль изделия, содержащих источник второго вещества.
Первое отделение и второе отделение изделия могут упираться друг в друга. Альтернативно первое отделение и второе отделение могут быть расположены на расстоянии друг от друга.
При использовании, пары никотина обычно высвобождаются из источника никотина в первом отделении, и пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении. Пары никотина вступают в реакцию с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю. Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению дополнительно содержит реакционную камеру, расположенную ниже по потоку относительно первого отделения и второго отделения, выполненную с возможностью облегчения реакции между парами никотина и парами второго вещества. Генерирующее аэрозоль изделие может содержать реакционную камеру. Если генерирующее аэрозоль устройство содержит корпус устройства и мундштучную часть, мундштучная часть генерирующего аэрозоль устройства может содержать реакционную камеру.
Как дополнительно описано ниже, первое отделение и второе отделение могут быть расположены последовательно или параллельно внутри генерирующего аэрозоль изделия. Предпочтительно, первое отделение и второе отделение расположены параллельно внутри картриджа.
Термин «последовательно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри генерирующего аэрозоль изделия так, что при использовании воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, проходит через одно из первого отделения и второго отделения и затем проходит через другое из первого отделения и второго отделения. Пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении в воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, и пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении в воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие. Пары никотина вступают в реакцию с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю.
Как используется в данном документе, термин «параллельно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри генерирующего аэрозоль изделия так, что при использовании первый воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, проходит через первое отделение, а второй воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, проходит через второе отделение. Пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении в первый воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, и пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении во второй воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие. Пары никотина в первом воздушном потоке вступают в реакцию с парами второго вещества во втором воздушном потоке в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю.
Картридж может дополнительно содержать третье отделение, предпочтительно содержащее источник средства для модификации аэрозоля. Первое отделение, второе отделение и третье отделение предпочтительно расположены параллельно внутри картриджа.
Если генерирующее аэрозоль изделие содержит третье отделение, третье отделение может содержать одно или более средств для модификации аэрозоля. Например, третье отделение может содержать один или более сорбентов, таких как активированный уголь, один или более ароматизаторов, таких как ментол, или их сочетание. Третье отделение может также содержать дополнительный источник никотина. Предпочтительно, источник средства для модификации аэрозоля в третьем отделении нагревается за счет передачи тепла от первого или второго отделения, в котором расположен токоприемник. Средство для модификации аэрозоля может быть сорбировано на сорбционном элементе, расположенном в третьем отделении.
Картридж генерирующего аэрозоль изделия может иметь любую подходящую форму. Предпочтительно, картридж может быть по существу цилиндрическим. Первое отделение, второе отделение и, при его наличии, третье отделение предпочтительно проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа.
Одна или обе противоположных по существу плоских торцевых поверхности картриджа могут быть герметизированы посредством одной или более ломких или съемных перегородок.
Одно или оба из первого или второго отделения, содержащих источник никотина, и второго отделения, содержащего источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одной или более ломких перегородок. Одна или более ломких перегородок могут быть образованы из любого подходящего материала. Например, одна или более ломких перегородок могут быть образованы из металлической фольги или пленки.
Предпочтительно, ломкая перегородка образована из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного материала или парамагнитного материала. В частности, ломкая перегородка может содержать менее 20 процентов, в частности менее 10 процентов или менее 5 процентов, или менее 2 процентов, ферромагнитного или парамагнитного материала.
Генерирующее аэрозоль устройство предпочтительно дополнительно содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью разрушения указанных одной или более ломких перегородок, герметизирующих одно или оба из первого отделения и второго отделения. Одно или оба из первого отделения, содержащего источник никотина, и второго отделения, содержащего источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одной или более съемных перегородок. Например, одно или оба из первого отделения, содержащего источник никотина, и второго отделения, содержащего источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одного или более отрывных уплотнений.
Одна или более съемных перегородок могут быть образованы из любого подходящего материала. Например, одна или более съемных перегородок могут быть образованы из металлической фольги или пленки.
Картридж может иметь любой подходящий размер. Картридж может иметь длину, например, от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм. В некоторых вариантах осуществления картридж может иметь длину приблизительно 20 мм. Картридж может иметь диаметр, например, от приблизительно 4 мм до приблизительно 10 мм. В некоторых вариантах осуществления картридж может иметь диаметр приблизительно 7 мм. Как используется в данном документе со ссылкой на настоящее изобретение, термин «длина» означает максимальный продольный размер между дальним концом и ближним концом компонентов или частей компонентов генерирующей аэрозоль системы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусмотрено генерирующее аэрозоль изделие для использования в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению. Генерирующее аэрозоль изделие содержит картридж. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник второго вещества. Токоприемник расположен в любом из первого отделения или второго отделения. Предпочтительно, токоприемник расположен в отделении, содержащем вещество, характеризующееся более низким давлением пара.
Предпочтительно, токоприемник расположен в центральной части первого отделения или второго отделения.
Центральное расположение может быть выгодным с точки зрения распределения тепла в отделении и, например, в материале, размещенном в отделении, например, сорбционном элементе. Центральное расположение может быть выгодным, например, для обеспечения однородного или симметричного распределения тепла в отделении или в источнике, размещенном в отделении, соответственно. Тепло, генерируемое в центральной части, может рассеиваться в радиальном направлении и нагревать источник вокруг всей периферии токоприемника.
Предпочтительно, центральная область представляет собой область отделения или источника, размещенного в отделении, которая охватывает центральную ось отделения. Токоприемник может быть расположен по существу в продольном направлении внутри отделения или внутри источника в отделении. Это означает, что продольный размер токоприемника расположен так, чтобы быть приблизительно параллельным продольному направлению отделения, например, параллельным продольному направлению отделения, например, в пределах плюс или минус 10 градусов. При расположении токоприемника в центральной части соответствующего отделения можно избежать контакта токоприемника с внешней стенкой картриджа. Таким образом можно ограничить нежелательное нагревание стенки картриджа и рассеяние тепла из картриджа.
Как используется в данном документе со ссылкой на настоящее изобретение, термин «продольный» используется для описания направления между ближним концом и противоположным дальним концом генерирующей аэрозоль системы или генерирующего аэрозоль изделия, соответственно.
Как используется в данном документе, термин «длина» означает максимальный продольный размер между дальним концом и ближним концом компонентов или частей компонентов генерирующей аэрозоль системы.
Картридж содержит разделительную стенку, которая отделяет первое отделение от второго отделения. Разделительная стенка содержит теплопроводный материал или изготовлена из него. Предпочтительно, разделительная стенка изготовлена из теплопроводного материала.
Теплопроводность представляет собой способность материала проводить тепло. Передача тепла происходит с более низкой скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью. Теплопроводность материала может зависеть от температуры.
Теплопроводные материалы, используемые в настоящем изобретении, в частности для материалов картриджа, предпочтительно характеризуются теплопроводностью более чем 10 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно - более чем 100 Ватт на (метр х Кельвин), например, от 10 до 500 Ватт на (метр х Кельвин).
Подходящие теплопроводные материалы включают, но без ограничения, металлы, например, такие как алюминий, хром, медь, золото, железо, никель и серебро, сплавы, такие как латунь и сталь, и их сочетания. Теплопроводный материал является выгодным с точки зрения передачи тепла из одного отделения в другое отделение и с точки зрения распределения тепла. Благодаря расположению теплопроводного материала между двумя отделениями может поддерживаться тепловая связь между двумя веществами в двух отделениях. Теплопроводный материал также может поддержать равномерное распределение температуры нагрева в отделениях.
Разделительная стенка может быть расположена на оси симметрии картриджа. В таких вариантах осуществления первое отделение и второе отделение идентичны по размерам и форме.
Токоприемник может представлять собой удлиненный токоприемник, предпочтительно имеющий форму токоприемного стержня. Токоприемник может быть расположен вблизи или рядом с разделительной стенкой для более непосредственной передачи тепла через разделительную стенку.
Картридж или части картриджа могут быть образованы из одного или более подходящих материалов. Подходящие материалы включают в себя, но без ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы и виниловые смолы.
Предпочтительно, картридж образован из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного или парамагнитного материала. В частности, картридж может содержать менее 20 процентов, в частности менее 10 процентов или менее 5 процентов, или менее 2 процентов ферромагнитного или парамагнитного материала.
Картридж может быть образован из одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину и стойкими ко второму веществу, например, стойкими к молочной кислоте или стойкими к пировиноградной кислоте.
Первое отделение, содержащее источник никотина, может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к никотину, а второе отделение, содержащее второе вещество, может быть покрыто одним или более материалами, стойкими ко второму веществу, например, стойкими к молочной кислоте или стойкими к пировиноградной кислоте.
Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к кислоте, включают, но без ограничения, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.
Применение одного или более материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких ко второму веществу, для образования картриджа или покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения соответственно, может преимущественно увеличивать срок службы генерирующего аэрозоль изделия.
Внешняя стенка картриджа может содержать теплопроводный или теплоизоляционный материал. Теплопроводный материал обеспечивает возможность поддержания однородного распределения тепла в отделении. С другой стороны, внешняя стенка картриджа, изготовленная из теплоизоляционного материала, может быть полезна с точки зрения энергопотребления системы. Она может быть также полезна с точки зрения более удобной работы с такой системой. Благодаря теплоизоляции, тепло, генерируемое в картридже, сохраняется в картридже. Благодаря теплопроводности обеспечивается возможность снижения или недопущения потерь тепла в окружающую среду. В дополнение обеспечивается возможность ограничения или недопущения нагрева корпуса генерирующего аэрозоль устройства.
Если внешняя стенка картриджа образована из одного или более теплоизоляционных материалов, внутренняя поверхность первого отделения и второго отделения может быть покрыта одним или более теплопроводными материалами для улучшения распределения тепла в соответствующих отделениях.
Благодаря применению одного или более теплопроводных материалов для покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения, обеспечивается преимущество, состоящее в повышении теплопередачи от токоприемника на источник никотина и источник второго вещества.
Теплоизоляционные материалы, используемые в настоящем изобретении, в частности, в качестве материалов картриджа, предпочтительно имеют теплопроводность менее чем 1 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно ― менее чем 0,1 Ватта на (метр х Кельвин), например, от 1 до 0,01 Ватта на (метр х Кельвин).
Картриджи для использования в генерирующих аэрозоль системах согласно настоящему изобретению и в генерирующих аэрозоль изделиях согласно настоящему изобретению могут быть образованы любым подходящим способом. Подходящие способы включают в себя, но без ограничения, глубокую вытяжку, литье под давлением, вспучивание, дутьевое формование и экструзию.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать мундштук. Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может иметь низкую эффективность фильтрации частиц или очень низкую эффективность фильтрации частиц. Мундштук может содержать полую трубку. Мундштук генерирующего аэрозоль изделия или генерирующего аэрозоль устройства может содержать реакционную камеру.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ регулирования стехиометрии реакции между парами никотина и парами второго вещества в генерирующей аэрозоль системе для генерирования содержащего никотин аэрозоля на месте. Способ включает этап предоставления двух веществ, включая никотин и второе вещество. Способ дополнительно включает этапы предоставления токоприемника и нагревания одного из двух веществ до первой температуры с помощью токоприемника. Температурный градиент создают между двумя веществами таким образом, что может быть выполнено нагревание другого из двух веществ до второй температуры за счет передачи тепла от вещества, нагретого токоприемником. Предпочтительно вторая температура ниже, чем первая температура. На следующем этапе способа согласно настоящему изобретению регулируют соотношение количества испаренного никотина и количества испаренного второго вещества.
Предпочтительно регулирование соотношения количества испаренных веществ выполняют путем конфигурирования токоприемника, а также конфигурирования тепловой связи между двумя веществами таким образом, чтобы обеспечить эффективную стехиометрию реакции паров никотина и паров второго вещества с получением аэрозоля. Предпочтительно стехиометрию реакции регулируют таким образом, чтобы обеспечить стабильную доставку никотина пользователю. Предпочтительно стехиометрию реакции регулируют таким образом, чтобы пользователю не доставлялись непрореагировавшие пары никотина или непрореагировавшие пары второго вещества.
Способ может дополнительно включать этап размещения двух веществ в двух отдельных отделениях, то есть в двух физически обособленных отделениях. Два вещества не находятся в физическом контакте друг с другом, когда они находятся в отделениях, например, в двух отделениях, содержащихся в картридже. Предпочтительно токоприемник расположен в одном из двух отделений, предпочтительно в физическом контакте с одним из двух веществ, размещенных в этом отделении.
Дополнительные преимущества и аспекты способа уже были описаны применительно к генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению и генерирующему аэрозоль изделию согласно настоящему изобретению и не будут описаны повторно.
Настоящее изобретение далее описано применительно к вариантам осуществления, проиллюстрированным нижеследующими графическими материалами, на которых:
На фиг. 1 показан вид в перспективе картриджа с двумя отделениями и с размещенной по окружности обмоткой катушки индуктивности;
на фиг. 2 показано продольное сечение картриджа, представленного на фиг. 1;
на фиг. 3 показано поперечное сечение картриджа, представленного на фиг. 1;
на фиг. 4 схематично показано генерирующее аэрозоль устройство для применения в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 - фиг. 3 показан картридж с трубчатым корпусом 1. Корпус 1 разделен посредством разделительной стенки 10 на две камеры 11, 12 полукруглого поперечного сечения, расположенных с обеих сторон разделительной стенки 10. Камеры 11, 12 проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа. Одна из двух камер образует первое отделение 11, содержащее источник никотина. Другая из двух камер образует второе отделение 12, содержащее источник второго вещества, например, источник молочной кислоты.
Разделительная стенка 10 проходит вдоль главной оси 15 картриджа. Источник никотина может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированным на нем никотином, расположенный в камере, образующей первое отделение 11. Источник второго вещества может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированной на нем молочной кислотой, расположенный в камере, образующей второе отделение 12.
Токоприемник 2 расположен в продольном направлении вдоль первого отделения 11 и внутри него. Токоприемник 2 выполнен в форме токоприемной полоски, например, металлической полоски. Полоска расположена в центральной части первого отделения 11. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-3, токоприемник 2 имеет длину, которая соответствует длине картриджа, как лучше всего видно на фиг. 2.
Разделительная стенка 10 изготовлена из теплопроводного материала, тогда как трубчатый корпус 1 может быть изготовлен из теплопроводного или теплоизоляционного материала. Теплопроводный материал разделительной стенки 10 обеспечивает передачу тепла из первого отделения 11, в котором токоприемник 2 действует как нагревательный элемент, во второе отделение, не содержащее отдельного нагревательного элемента.
Предпочтительно разделительная стенка 10 выполнена из металла или теплопроводного металлического сплава.
Корпус 1 может быть выполнен из теплоизоляционных полимерных материалов. Предпочтительно трубчатый корпус 1 изготовлен из теплоизоляционного полимерного материала.
Картридж окружен индуктором в форме одной катушки 3 индуктивности для генерирования тепла в токоприемнике 2, расположенном в первом отделении 11.
Предпочтительно катушка 3 индуктивности представляет собой часть генерирующего аэрозоль устройства. Картридж или токоприемник 2 картриджа соответственно размещены рядом с катушкой 3 путем вставки картриджа в полость устройства, предусмотренную для приема картриджа.
Токоприемник 2 также может быть расположен во втором отделении 12, а не в первом отделении 11, так что второе вещество нагревается токоприемником 2, а источник никотина нагревается за счет проведения тепла от первого отделения 11 через разделительную стенку 10.
Схематичный вид в продольном сечении генерирующего аэрозоль устройства 6 с электрическим управлением показан на фиг. 4. Генерирующее аэрозоль устройство 6 содержит индуктор 61, например, катушку 3 индуктивности. Индуктор 61 размещен смежно с дальней частью 630 камеры 63 для приема картриджа генерирующего аэрозоль устройства 6. При использовании пользователь вставляет генерирующее аэрозоль изделие, содержащее картридж, например, как показано на фиг. 1 - фиг. 3, внутрь камеры 630 для приема картриджа генерирующего аэрозоль устройства 6 таким образом, чтобы токоприемник 2 в картридже генерирующего аэрозоль изделия был расположен смежно с индуктором 61.
Генерирующее аэрозоль устройство 6 содержит батарею 64 и электронную схему 65, которые обеспечивают возможность активации индуктора 61. Такая активация осуществляться вручную или она может происходить автоматически в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем на генерирующем аэрозоль изделии, вставленном в камеру 63 для размещения картриджа генерирующего аэрозоль устройства 6.
При активации высокочастотный переменный ток протекает через витки провода, которые образуют часть индуктора 61. Это приводит к генерированию индуктором 61 пульсирующего электромагнитного поля внутри дальней части 630 камеры 63 для размещения картриджа устройства. Когда генерирующее аэрозоль изделие правильно расположено в камере 63 для размещения картриджа, токоприемник изделия располагается внутри указанного пульсирующего электромагнитного поля. Под действием пульсирующего электромагнитного поля создается по меньшей мере одно из вихревых токов и потерь на гистерезис внутри токоприемника 2, который в результате этого нагревается. Нагретый токоприемник нагревает источник никотина (или источник второго вещества, в зависимости от того, в каком из отделений расположен токоприемник 2). Впоследствии за счет проведения тепла источник второго вещества (или источник никотина) генерирующего аэрозоль изделия также нагревается до температуры, достаточной для образования аэрозоля. Могут быть достигнуты разные температуры в первом и втором отделениях 11, 12 в соответствии с величинами проведения тепла и потери тепла в картридже.
Аэрозоль, сгенерированный путем нагревания двух источников, втягивается вниз по потоку через генерирующее аэрозоль изделие, например, в направлении мундштука и через него, и может вдыхаться пользователем.