АЭРОЗОЛЬОБРАЗУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
AEROSOL-FORMING MEMBER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к аэрозольобразующему элементу для устройства подачи аэрозоля. Изобретение относится также к компоненту устройства подачи аэрозоля, содержащему аэрозольобразующий элемент согласно изобретению, и к устройству подачи аэрозоля, содержащему указанный компонент устройства для подачи аэрозоля.
Уровень техники
Устройство для подачи аэрозоля представляет собой устройство, используемое для ввода веществ в организм человека через легкие. Один известный тип устройства для подачи аэрозоля генерирует пары раствора, в котором растворены указанные вещества. Эти пары конденсируются внутри устройства для подачи аэрозоля при их смешивании с воздухом с образованием капель или аэрозоля, который является подходящим для ингаляции. Такие устройства для подачи аэрозоля могут содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью испарения раствора, размещенного внутри устройства для подачи аэрозоля для того, чтобы образовать указанный аэрозоль. В качестве альтернативы, для генерирования аэрозоля некоторые устройства подачи аэрозоля могут использовать пьезоэлектрический распылитель.
Раскрытие изобретения
В соответствии с изобретением обеспечивается аэрозольобразующий элемент, содержащий лист материала, выполненный с возможностью впитывания и нагревания раствора, при этом лист материала содержит не плоскую внутреннюю основную поверхность, имеющую капиллярную структуру, способную генерировать пар во время использования устройства, и внешнюю основную поверхность, которая при использовании способна генерировать меньшее количества пара, чем внутренняя основная поверхность.
В одном воплощении лист материала выполнен не плоским. Лист материала может иметь U-образное, Ω-образное или V-образное поперечное сечение. В качестве альтернативы лист материала может иметь сечение частично в виде многоугольника.
В одном воплощении капиллярная структура продолжается по всему листу материала, а лист материала выполнен из материала, способного к нагреванию.
В одном воплощении лист материала содержит один слой, образованный из капиллярной структуры, при этом лист материала выполнен из материала, способного к нагреванию.
В другом воплощении лист материала содержит первый слой, который образован из способного к нагреванию материала, а второй слой содержит капиллярную структуру, при этом первый сой образует внешнюю основную поверхность, а второй слой образует внутреннюю основную поверхность.
В одном воплощении внутренняя и внешняя основные поверхности могут быть пористыми, и размер пор внешней основной поверхности меньше, чем размер пор внутренней основной поверхности так, что при использовании устройства количество пара, выходящего из внешней основной поверхности меньше по сравнению с количеством пара из внутренней основной поверхности.
В одном воплощении внешняя основная поверхности выполнена не пористой, и поэтому при использовании количество пара, выходящего из внешней основной поверхности, меньшей по сравнению с количеством пара из внутренней основной поверхностью.
Еще в одном воплощении внешняя основная поверхность является паронепроницаемой.
В соответствии с другим аспектом изобретения обеспечивается компонент устройства для подачи аэрозоля, содержащий впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха, сообщающиеся по текучей среде посредством аэрозольной камеры, образованной стенками камеры, и описанный выше аэрозольобразующий элемент, который, по меньшей мере, частично расположен в аэрозольной камере. В другом воплощении аэрозольобразующий элемент полностью расположен в аэрозольной камере.
В одном воплощении аэрозольобразующий элемент расположен в аэрозольной камере так, что внутренняя и внешняя основные поверхности ориентированы в направлении потока воздуха, проходящего через аэрозольную камеру.
В другом воплощении стенки камеры включают боковую стенку камеры, при этом, по меньшей мере, часть этой боковой стенки камеры повторяет форму внешней основной поверхности листа материала.
Лист материала может содержать два противоположных конца, которые присоединены к одной из стенок камеры так, что указанные лист материала и стенка камеры образуют в аэрозольной камере канал.
В одном воплощении стенки камеры могут, по меньшей мере, частично представлять собой теплозащитный экран.
Согласно еще одному аспекту изобретения обеспечивается устройство для подачи аэрозоля, содержащее компонент устройства для подачи аэрозоля, охарактеризованный выше, или охарактеризованный выше аэрозольобразующий элемент.
В широком аспекте настоящего изобретения предложен аэрозольобразующий элемент, содержащий не плоский лист материала, выполненный с возможностью впитывания и нагревания раствора, при этом лист материала содержит внутреннюю основную поверхность, имеющую капиллярную структуру, способную генерировать пар во время использования устройства, и внешнюю основную поверхность, которая при использовании способна генерировать пар, при этом лист материала выполнен с возможностью получения вблизи внутренней основной поверхности аэрозоля, плотность которого больше, чем плотность аэрозоля, получаемого вблизи внешней основной поверхности.
Краткое описание чертежей
Далее будут описаны, исключительно для примера, воплощения изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг. 1 - устройство для подачи аэрозоля, содержащее аэрозольобразующий элемент в соответствии с одним воплощением изобретения, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 2 - компонент устройства для подачи аэрозоля, содержащий аэрозольобразующий элемент, в соответствии с одним воплощением изобретения, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 3 - устройство для подачи аэрозоля, вид в разрезе по линии Х-Х на фиг. 2;
на фиг. 4 - аэрозольобразующий элемент, показанный на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 5 - устройство для подачи аэрозоля, содержащее аэрозольобразующий элемент в соответствии с другим воплощением изобретения, вид в разрезе;
фиг. 6 - устройство для подачи аэрозоля, содержащее аэрозольобразующий элемент в соответствии с еще одним воплощением изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 7 - устройство для подачи аэрозоля, содержащее аэрозольобразующий элемент в соответствии со следующим воплощением изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 8 - устройство для подачи аэрозоля в соответствии с другим воплощением изобретения, вид сбоку в разрезе;
на фиг. 9 - устройство для подачи аэрозоля, содержащее аэрозольобразующий элемент в соответствии с воплощением изобретения, вид в разрезе по линии Х-Х на фиг. 8;
на фиг. 10 - устройство для подачи аэрозоля в соответствии с другим воплощением изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 11 - устройство для подачи аэрозоля в соответствии с еще одним воплощением изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 12 - устройство для подачи аэрозоля в соответствии со следующим воплощением изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 13 - устройство для подачи аэрозоля в соответствии с другим воплощением изобретения, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
Устройство 1 для подачи аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением описано ниже со ссылкой на фиг. 1. Устройство для подачи аэрозоля содержит компонент 1' и компонент 1'' с источником энергии. Компонент 1' устройства для подачи аэрозоля присоединен к компоненту 1'' с источником энергии с возможностью разъема, однако предусмотрено, что в альтернативном воплощении компонент 1' устройства для подачи аэрозоля и компонент 1'' с источником энергии выполнены не отделимыми друг от друга так, что они образуют единый компонент.
Компонент 1' устройства для подачи аэрозоля может быть одноразового использования, а компонент 1'' с источником энергии может быть использован повторно. Однако предполагается, что если эти два компонента выполнены в виде единого компонента, то в этом случае устройство для подачи аэрозоля может быть одноразового использования или неоднократного использования.
Компонент 1'' с источником энергии содержит корпус, в котором размещены электрическая батарея 15 и электрическая схема 31, показанные на фиг. 1. Следует принимать во внимание, что вместо батареи может быть использован альтернативный источник энергии.
Компонент 1' устройства для подачи аэрозоля более детально показан на фиг. 2 и содержит корпус 2 с мундштуком 3 на одном конце и соединительной концевой частью, в которой выполнен соединительный внутренний канал 35, на противоположном конце. Соединительный канал 35 посредством электрической схемы 31 электрически соединяет компоненты (элементы), размещенные в компоненте 1' устройства для подачи аэрозоля, с электрической батареей 15, размещенной внутри компонента 1'' с источником энергии.
В корпусе 2, кроме того, образован воздушный канал, проходящий через компонент 1' устройства для подачи аэрозоля. Воздушный канал включает впускное отверстие 5 для воздуха, воздухораспределительную камеру 4, входное отверстие 33 аэрозольной камеры, аэрозольную камеру 6, выходное отверстие 28 камеры и выпускное отверстие 7. При использовании устройства воздух всасывается через впускное отверстие 5 для воздуха в воздухораспределительную камеру 4, поступает во входное отверстие 33 аэрозольной камеры, которое направляет воздух в аэрозольную камеру 6, и затем воздух выходит из аэрозольной камеры через выходное отверстие 28 камеры и покидает компонент 1' устройства для подачи аэрозоля через выпускное отверстие 7 мундштука 3.
Фиг. 3 иллюстрирует компонент 1' устройства для подачи аэрозоля на виде в разрезе по линии Х-Х, показанной на фиг. 2. Как можно видеть на фиг. 3, аэрозольная камера 6 расположена в центре внутри корпуса и образована стенками камеры. Стенки камеры 6 включают две разделительные стенки 8, боковую стенку 32 камеры и опорную пластину 20, более подробно описанные ниже. Аэрозольобразующий элемент 10а в соответствии с воплощением изобретения размещен в аэрозольной камере 6. С противоположных сторон каждой разделительной стенки 8 по отношению к аэрозольной камере 7 находятся два резервуара 9, предназначенных для содержания раствора.
В соответствии с одним воплощением изобретения аэрозольобразующий элемент 10а может содержать лист материала, имеющий один единственный слой, выполненный с возможностью впитывать и нагревать раствор. В силу этого указанный лист материала может впитывать раствор из резервуаров 9 с раствором и после этого нагревать его так, что раствор испаряется с образованием пара. Лист материала по сущности является слоистым листом и имеет форму прямоугольника. Однако следует понимать, что этот лист материала может иметь любую форму, например, форму окружности, овала или квадрата. При этом лист материала содержит внутреннюю и внешнюю основные поверхности 23А, 23В. Лист материала может иметь структуру с открытыми порами, пеноструктуру, сетчатую структуру или систему взаимосвязанных пор, образующих в совокупности капиллярную структуру. Капиллярная структура позволяет аэрозольобразующему элементу 10а впитывать или поглощать раствор. Используемый здесь термин «капиллярная структура» следует понимать, как структуру, через которую может перемещаться жидкость или раствор за счет капиллярного эффекта.
В одном воплощении аэрозольобразующего элемента 10а для образования капиллярной структуры лист материала может быть изготовлен из пористого зернистого, волокнистого или хлопьевидного спеченного металла (металлов). В другом воплощении лист материала содержит металлическую пену с открытыми порами или ряд слоев проволочной сетки или каландрированной проволочной сетки, которые также образуют капиллярные структуры. Лист материала может быть изготовлен из нержавеющей стали. Предполагается, что тонкий опорный слой (не показан) может быть спечен на одной или обеих внутренней и внешней основных поверхностях 23А, 23В. Такой опорный слой может быть образован из проволочной сетки, изготовленной из нержавеющей стали.
Капиллярная структура имеется, по меньшей мере, на внутренней основной поверхности 23А аэрозольобразующего элемента 10А. Например, аэрозольобразующий элемент 10А может быть образован капиллярной структурой, которая проходит по всему аэрозольобразующему элементу 10А так, что находится на обеих внутренней и внешней основных поверхностях 23А, 23В листа материала. В другом воплощении аэрозольобразующий элемент 10А выполнен таким образом, что капиллярная структура не покрывает весь аэрозольобразующий элемент 10А. Например, капиллярная структура может быть сформирована только на внутренней основной поверхности 23А или части внутренней основной поверхности 23А.
Внешняя основная поверхность 23В листа материала способна при использовании устройства генерировать меньшее количество пара, чем внутренняя основная поверхности 23А. Это может быть достигнуто за счет изолирования внешней основной поверхности 23В, например, путем размещения покрытия 12 на внешней основной поверхности. Покрытие 12 может представлять собой тонкий слой, выполненный из диэлектрического/не проводящего ток материала. В качестве альтернативы, сама внешняя основная поверхность 23В может быть модифицирована соответствующим образом, например, путем выполнения ее не пористой или таким образом, что она имеет меньший размер пор, чем внутренняя основная поверхность 23А.
Материал, из которого выполнен лист материала, является способным к нагреванию материалом, поскольку обладает достаточным электрически сопротивлением, и поэтому при прохождении через него электрического тока указанный лист материала нагревается до температуры, достаточной для того, чтобы удерживаемый в капиллярной структуре раствор испарялся или улетучивался. В этих описанных выше воплощениях, в которых капиллярная структура расположена по всему листу материала, лист материала можно рассматривать как содержащий нагревательный элемент, образованный капиллярной структурой, т.е. этот нагревательный элемент и капиллярная структура совмещены и образуют единое целое или единый элемент, и лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, которые расположены в одной и той же поверхности.
В одном альтернативном воплощении лист материала может содержать ряд слоев, например, может содержать любую комбинацию вышеупомянутых структур и материалов, например, может быть использован ряд слоев с различными структурами/материалами, при этом слои соединены друг с другом, например, путем спекания. Одно такое альтернативное не иллюстрируемое воплощение ниже будет описано более подробно.
Аэрозольобразующий элемент содержит лист материала, который является слоистым по своей сущности и образован из ряда слоев. Указанный лист материала содержит не пористый первый нагреваемый слой, действующий в качестве нагревательного элемента, и второй слой, представляющий собой капиллярную структуру. Первый слой образован из материала, который способен к нагреванию и может представлять собой металлическую фольгу, и он может быть изготовлен из нержавеющей стали или хромоникелевых сплавов. Второй слой образован структурой с открытыми порами, пеноструктурой, сетчатой (ячеистой) структурой или системой взаимосвязанных пор, которые все образуют капиллярную структуру. Капиллярная структура позволяет аэрозольобразующему элементу впитывать или поглощать раствор. Этот второй слой может содержать слой волокна или тканый материал, изготовленный из стеклянных волокон, пучков нитей из стекловолокна или из любых других непроводящих и инертных волокнистых материалов, т.е. из относительно не способных к нагреванию материалов волокнистых материалов. В этом воплощении лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, которые расположены в параллельных поверхностях и соединены друг с другом. Второй слой действует как фитиль.
Первый слой (нагревательный элемент) и второй слой (фитиль, имеющий капиллярную структуру) наложены один поверх другого с образованием листа материала, имеющего две противоположные внутреннюю и внешнюю основные поверхности, при этом капиллярная структура находится на внутренней основной поверхности. Слои могут быть соединены друг с другом с помощью механических или химических средств или путем термической обработки. В одном воплощении слои спечены один с другим.
В альтернативном воплощении первый и второй слои могут быть изготовлены из способного к нагреванию материала. Например, второй слой может быть изготовлен из однородного зернистого, волокнистого или хлопеьвидного спеченного металла (металлов) или содержит металлическую пену с открытыми порами или структуру из проволочной сетки, которые (все) образуют указанную капиллярную структуру. В этом воплощении лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, которые расположены на одной и той же поверхности и на параллельных поверхностях.
В другом воплощении первый и второй слои могут быть выполнены из способного к нагреванию материала (материалов) так, что оба слоя выполнен с возможностью нагревания и впитывания раствора. В этом воплощении лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, которые расположены на одной и той же поверхности и на параллельных поверхностях.
В другом альтернативном не иллюстрируемым воплощении лист материала содержит пористый первый слой, имеющий поры небольшого размера, и второй слой с порами большего размера, чем в первом слое, т.е. оба слоя выполнены с капиллярной структурой, однако второй слой, образующий внутреннюю основную поверхность, может генерировать большее количество пара, чем первый слой, образующий внешнюю основную поверхность. По меньшей мере, один из этих двух слоев образован из способного к нагреванию материала, описанного выше. Оба слоя могут быть выполнены со структурой и из материала, описанных выше в отношении капиллярной структуры.
В еще одном альтернативном не иллюстрируемом воплощении лист материала содержит третий слой, который подобен второму слою в том, что содержит капиллярную структуру. Второй и третий слои образуют с первым слоем сэндвич-структуру, в которой капиллярная структура находится как на внутренней, так и на внешней основных поверхностях листа материала.
Аэрозольобразующий элемент, содержащий лист материала, сформированный из ряда слоев, описанных выше в отношении любого из воплощений, может дополнительно содержать покрытие, закрывающее или изолирующее внешнюю основную поверхность для того, чтобы уменьшить количество пара, выходящего из указанной внешней основной поверхности.
Лист материала в соответствии с любым из описанных выше воплощений имеет толщину или высоту в интервале от 20 до 500 мкм. В качестве альтернативы толщина находится в интервале от 50 до 200 мкм. Следует понимать, что толщина или высота слоя означает расстояние между внутренней и внешней основными поверхностями 23А, 23В листа материала.
Как видно из фиг. 3 и фиг. 4, лист материала выполнен не плоским и имеет противоположные короткие концы 13А и 13В и противоположные концы 13С и 13D в продольном направлении. Для изготовления аэрозольобразующего элемента 10А лист материала сгибают так, что он имеет криволинейный профиль или U-образный профиль, образующий канал 24, более подробно описанный ниже. Короткие концы 13А, 13В аэрозольобразующего элемента 10А плоские и сформованы заодно целое с соответствующими параллельными прямолинейными участками 17А, 17В аэрозольобразующего элемента, и за счет соответствующих угловых участков 18А, 18В они расположены относительно прямолинейных участков под углом приблизительно 90°. Концы прямолинейных участков 17А, 17В, удаленные от угловых участков 18А, 18В, сформованы заодно с противоположными соответствующими концами криволинейного участка 19, имеющего форму полуокружности, и полученный аэрозольобразующий элемент 10А имеет сечение в целом U-образной формы, как это можно видеть на фиг. 3 и фиг.4. В результате аэрозольобразующий элемент 10А содержит участки, которые обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не находятся в одной плоскости.
Предпочтительно криволинейная или не плоская форма повышает эффективность аэрозольобразующего элемента 10А, и устройство для подачи аэрозоля может быть выполнено более компактным. Эффективность аэрозольобразующего элемента 10А определяется как отношение массы частиц аэрозоля, поступающих к пользователю, к массе пара, выходящего из аэрозольобразующего элемента 10А.
Плоские короткие концы 13А, 13В аэрозольобразующего элемента присоединены к опорной пластине 20, как показано на фиг. 3, так, что основная поверхность 20А опорной пластины 20 обращена в сторону внутреннего радиуса кривизны криволинейного участка 19. Таким образом, аэрозольобразующий элемент 10А можно рассматривать как «выпучивающийся» от опорной пластины 20. В результате такого соединения аэрозольобразующий элемент 10А свободно располагается в аэрозольной камере 6. Следует понимать, что опорная пластина 20 может быть изготовлена заодно с корпусом 2 или может быть отдельной деталью. В альтернативном воплощении опорная пластина отсутствует, и аэрозольобразующий элемент 10А прикреплен непосредственно к корпусу 2 и, следовательно, выпучивается в направлении от корпуса 2. В одном воплощении функцию опорной пластины 20 выполняет печатная монтажная плата (ПМП), и аэрозольобразующий элемент 10А может быть электрически соединен с ПМП.
Кроме того, аэрозольобразующий элемент 10А расположен в устройстве для подачи аэрозоля 1 так, что внешняя и внутренняя опорная поверхности 23А, 23В параллельны или по существу расположены по направлению потока воздуха, проходящего через аэрозольную камеру 6.
Помимо этого, каждый короткий конец 13А, 13В неподвижно размещен в зазорах, образованных между опорной пластиной 20 и разделительными стенками 8. Зазоры имеют высоту, достаточную для создания капиллярного эффекта, и, следовательно, эти зазоры именуются первым и вторым капиллярными зазорами 21а, 21b. Каждая разделительная стенка 8 содержит концевую часть в виде язычка 8а, 8b, которая проходит в соответствующий резервуар 9 для раствора таким образом, что каждый капиллярный зазор 21а, 21b сообщается по текучей среде с соответствующим резервуаром 9 для раствора. Трехмерная геометрия капиллярных зазоров 21а, 21b способствует надежной подаче раствора из указанных резервуаров 9 к плоским коротким концам 13А, 13В аэрозольобразующего элемента 10А независимо от положения устройства для подачи аэрозоля.
Аэрозольобразующий элемент 10А размещен в аэрозольной камере 6, боковая стенка 32 которой следует или соответствует кривизне аэрозольобразующего элемента 10А так, что между ними образуется теплоизолирующий воздушный зазор 22. Боковая стенка 32 камеры может быть частично образована теплозащитным экраном. Теплозащитный экран выполнен из термостойкого материала, подобного стеклу или керамике и защищает корпус 2, который изготовлен из пластмассы, от действия высоких температур. В качестве альтернативы, сам корпус 2 может быть отформован из термостойкой пластмассы.
Внутренняя основная поверхность 23А аэрозольобразующего элемента 10А обращена в сторону основной поверхности 20А опорной пластины 20. Таким образом, капиллярная структура обращена или ориентирована в сторону основной поверхности 20. Кроме того, внутренняя основная поверхность 23А аэрозольобразующего элемента 10А образует канал 24, придающий направление потоку аэрозоля, образованного из испаряющегося пара, через компонент 1' устройства для подачи аэрозоля. Этот канал 24, помимо того, замкнутый и образован с помощью аэрозольобразующего элемента 10А, установленного на опорной пластине 20.
Используемый здесь термин «канал» следует понимать как образованный не плоской поверхностью или некоторым количеством поверхностей, которые расположены в различных плоскостях.
Внешняя основная поверхность 23В аэрозольобразующего элемента 10А обращена к боковой стенке 32 камеры и разделительным стенкам 8, и выполнена непроницаемой для пара или ограничивающей количество пара, так что меньшее количество пара выходит из внешней основной поверхности 23В по сравнению с выходом пара из внутренней основной поверхности 23А. В воплощении, в котором аэрозольобразующий элемент 10А содержит лист материала, имеющий капиллярную структуру, находящуюся на внутренней и внешней основных поверхностях 23А, 23В, на внешней основной поверхности 23 В имеется покрытие 12, которое ограничивает выход пара из аэрозольобразующего элемента 10А через внешнюю основную поверхность 23В, как это поясняется выше и иллюстрируется на фиг. 3. В качестве альтернативы, сама внешняя основная поверхность 23В может быть надлежащим образом модифицирована, например, путем выполнения этой поверхности не пористой или за счет обеспечения на внешней поверхности пор с размерами меньшими, чем размеры пор на внутренней основной поверхности 23А.
В альтернативных воплощениях, в которых лист материала в аэрозольобразующем элементе содержит не пористый способный к нагреванию первый слой, например, из металлической фольги, и в которых внешняя основная поверхность образована не пористым способным к нагреванию слоем и не требует покрытия, поскольку способный к нагреванию слой выполнен не пористым и не позволяет пару выходить через него.
Следует понимать, что рассмотренные выше воплощения предотвращают или уменьшают количество пара, выходящего из внешней основной поверхности аэрозольобразующего элемента 10А. Предпочтительно описанные конфигурации уменьшают количество пара и аэрозоля, конденсирующихся на стенках камеры и/или разделительных стенках 8. Они также способствуют направлению генерируемого пара к центру канала 24, увеличивая плотность пара и, кроме того, направляя образовавшийся с помощью пара аэрозоль через канал 24.
Когда компонент 1' устройства для подачи аэрозоля присоединен к компоненту 1'' с источником энергии так, как показано на фиг. 1, короткие концы 13А, 13В аэрозольобразующего элемента 10А, электрически, посредством электрической схемы 31, подключены к положительной и отрицательной клеммам батареи 15 соответственно. При прохождении электрического тока от батареи 15 через лист материала электрическое сопротивление листа материала приводит к повышению его температуры, при котором раствор, удерживаемый в порах или пустотах капиллярной структуры, испаряется. В воплощении, в котором лист материала содержит не пористый способный к нагреванию первый слой, например, металлическую фольгу, и внешняя основная поверхность образована указанным первым слоем, электрическое сопротивление первого слоя приводит к тому, что температура первого слоя, действующего как нагревательный элемент, повышается. В свою очередь, первый слой нагревает соседние второй и/или третий слои, в порах или пустотах капиллярной структуры которых удерживается раствор. В альтернативном воплощении концы 13С, 13D в продольном направлении аэрозольобразующего элемента 10А соединены с клеммами батареи 15. В другом воплощении от батареи 15 протекает ток, и температуру аэрозольобразующего элемента 10А листа можно регулировать с помощью переключающей схемы, например, переключающей схемы, в которой используют мощный полевой транзистор Power - MOSFET и которая включена в электрическую схему 31.
Действие аэрозольобразующего элемента 10А далее будет описано со ссылками на фиг. 1-4. При использовании устройства 1 для подачи аэрозоля пользователь может активировать его вручную, или устройство 1 для подачи аэрозоля может быть активировано автоматически, когда пользователь начинает вдыхать и выдыхать через устройство 1 для подачи аэрозоля. Устройство может быть активировано с помощью датчика давления, соединенного с электрической схемой 31 посредством соединительного канала 35. Датчик давления может быть размещен в воздухораспределительной камере. При активировании устройства для подачи аэрозоля электрическая батарея 15 создает разность электрических потенциалов между противоположными короткими концами 13А, 13В или, в качестве альтернативы, между противоположными концами 13С, 13D аэрозольобразующего элемента 10А в продольном направлении. В результате через лист материала протекает электрический ток, что приводит к повышению температуры аэрозольобразующего элемента 10А. Вследствие повышения температуры раствор, удерживаемый в капиллярной структуре аэрозольобразующего элемента 10А, испаряется главным образом с внутренней основной поверхности 23А с образованием пара раствора. Испаренный раствор или его пар смешиваются с воздухом, всасываемым пользователем в аэрозольную камеру 6 через впускное отверстие 5 для воздуха, воздухораспределительную камеру 4 и входное отверстие 31а аэрозольной камеры. Испаренный раствор смешивается с воздухом в канале 24, образованном внутренней основной поверхностью 23 А аэрозольобразующего элемента 10А. При смешивании пара с воздухом он конденсируется и образуются капли, и, таким образом, генерируется вдыхаемый аэрозоль.
Покрытие 12, имеющееся на внешней основной поверхности 23В листа материала, показанное на фиг. 3, предотвращает или уменьшает количество раствора, испаряющегося с основной внешней поверхности 23В листа материала, что минимизирует нежелательную конденсацию на стенках камеры. Подобным образом, в альтернативных воплощениях, в которых основная внешняя поверхность 23В не содержит капиллярной структуры, т.е. является не пористой, испарение раствора с внешней основной поверхности 23В предотвращается или уменьшается. Кроме того, за счет предотвращения или уменьшения количества раствора, испаряющегося с основной внешней поверхности 23В аэрозольобразующего элемента 10А, и за счет кривизны внутренней основной поверхности 23 В, направляющей пар к центру каналу 24, плотность пара в канале 24 увеличивается. Это означает возможность генерирования и вдыхания пользователем большего количества аэрозоля. Таким образом, по сравнению с плоскими аэрозольобразуюшими элементами, известными в уровне техники, эффективность действия аэрозольобразующего элемента 10А повышается.
После активирования аэрозольобразующего элемента 10А и генерирования аэрозоля в канале 24 аэрозоль всасывается через канал 24 по мере того, как пользователь продолжает процесс ингаляции. Кривизна внутренней основной поверхности 23А аэрозольобразующего элемента 10А обеспечивает заданное перемещение аэрозоля, или направляет эрозоль через аэрозольную камеру 6. Затем аэрозоль выходит из аэрозольной камеры 6 через выходное отверстие 28 аэрозольной камеры и проходит через используемый по усмотрению элемент 34 для очистки аэрозоля, размещенный в корпусе 2, что приводит к охлаждению аэрозоля. Очищающий элемент 34 может, кроме того, содержать ароматизирующие добавки, подобные ментолу, которые выделяются в поток аэрозоля перед поступлением потока в рот пользователя через имеющееся в мундштуке выпускное отверстие 7. Следует отметить, что раствор, который испарился из капиллярной структуры аэрозольобразующего элемента 10А, замещается раствором, поступающим из резервуаров 9 благодаря капиллярному действию капиллярных зазоров 21а, 21b, а свежий воздух поступает в канал 24 через впускное отверстие 5 для воздуха, воздухораспределительную камеру 4 и входное отверстие 33 аэрозольной камеры.
В одном воплощении в воздухораспределительной камере 4 может быть размещен элемент для создания перепада давления или гидравлическое сопротивление, что позволяет регулировать поток воздуха, поступающего в аэрозольную камеру 6. Указанное гидравлическое сопротивление может содержать простое отверстие или перфорацию и может быть выполнено идентично впускному отверстию 5 в корпусе 2. В качестве альтернативы гидравлическим сопротивлением может быть пористое тело, подобное фильтру сигареты, обеспечивающему гидравлическое сопротивление для обычной сигареты (не показано).
Известные устройства для подачи аэрозоля могут содержать пористый материал для сбора конденсата, не вдыхаемого пользователем, что предотвращает накапливание этого конденсата на внутренних стенках и компонентах устройства. Поскольку настоящее изобретение минимизирует количество пара, конденсирующегося на внутренних стенках и компонентах устройства, пористый материал не требуется, что упрощает процесс изготовления устройства и снижает его стоимость. Кроме того, за счет минимизации или предотвращения конденсации пара на корпусе 2, передача теплоты конденсации к корпусу 2 может быть уменьшена (т.е. уменьшена температура корпуса), что делает устройство 1 для подачи аэрозоля более удобным для удерживания пользователем.
На фиг. 5 представлен аэрозольобразующий элемент 10В в соответствии с еще одним воплощением изобретения. Аэрозольобразующий элемент 10В выполнен подобным воплощению, описанному со ссылками на фиг. 1-4, при этом одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами позиций. Прямолинейные участки 17А, 17В аэрозольобразующего элемента 10А исключены, и вместо угловых участков 18А, 18В проходят в направлении друг к другу так, что поперечное сечение аэрозольобразующего элемента имеет частично форму цилиндра, подобие формы поперечного сечения мешка или Ω-образную форму (форму буквы омега). В этом воплощении аэрозольобразующий элемент 10В искривлен или изогнут так, что образует почти цилиндрический канал 24. Таким образом, аэрозольобразующий элемент 10 В содержит участки, которые по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не находятся в одной плоскости. В результате пар выходит в направлении центра канала 24, и поэтому меньшее количество пара и/или аэрозоля контактирует с опорной пластиной 20. Пар почти полностью окружен внутренней основной поверхностью 23А. Таким образом, эффективность аэрозольобразующего элемента 10В повышается по сравнению с плоским аэрозольобразующим элементом. Следует понимать, что это воплощение имеет такие же преимущества, что и воплощение, описанное выше со ссылкой на фиг. 3. Кроме того, это воплощение может содержать любые альтернативные конфигурации, описанные выше со ссылкой на фиг. 1-4.
На фиг. 6 представлен аэрозольобразующий элемент 10С в соответствии с другим воплощением изобретения. Аэрозольобразующий элемент 10С выполнен подобным воплощению, описанному со ссылками на фиг. 1-4, при этом одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами позиций. Однако криволинейный участок 19 аэрозольобразующего элемента 10А отсутствует, и вместо этого прямолинейные участки 17А, 17В проходят от соответствующих угловых участков 18А, 18В под острым углом и соединяются друг с другом, в результате чего аэрозольобразующий элемент 10С имеет V-образное поперечное сечение. В одном воплощении прямолинейные участки 17А, 17В могут проходить от соответствующих угловых участков 18А, 18В под углом 45-80 градусов. Канал 24 создан между двумя прямолинейными участками 17А, 17В в «нише», образованной V-образной формой. Таким образом, аэрозольобразующий элемент 10С содержит участки, которые по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не расположены в одной плоскости. Как и в случае рассмотренных выше воплощений, площадь поверхности аэрозольобразующего элемента 10С увеличивается по сравнению с плоским аэрозольобразующим элементом, и, следовательно, устройство для подачи аэрозоля может быть выполнено более компактным. Следует понимать, что рассматриваемое воплощение имеет такие же преимущества, что и воплощение, описанное выше со ссылками на фиг. 1-4. Кроме того, это воплощение может содержать любые альтернативные конфигурации, описанные выше со ссылками на фиг. 1-4.
На фиг. 7 представлен аэрозольобразующий элемент 10D в соответствии с еще одним воплощением изобретения. Аэрозольобразующий элемент 10D выполнен подобным воплощению, описанному со ссылками на фиг. 1-4, при этом одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами позиций. Однако криволинейный участок 19 аэрозольобразующего элемента 10А отсутствует, и вместо этого прямолинейные участки 17А, 17В соединены с прямолинейным участком 17С, который проходит под прямым углом относительно прямолинейных участков 17А, 17В с образованием в сечении частично прямоугольника или четырехугольника. В качестве альтернативы может быть использовано некоторое количество прямолинейных участков, которые расположены под углом относительно прямолинейных участков 17А, 17В с образованием частично многоугольника. Все участки 17А, 17В, 17С выполнены заодно целое. В объеме между прямолинейными участками 17А, 17В и прямолинейным соединительным участком 17С образован канал 24. Таким образом, аэрозольобразующий элемент 10D содержит участки, которые по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не расположены в одной плоскости. Следует понимать, что данное воплощение имеет такие же преимущества, что и воплощение, описанное выше со ссылками на фиг. 1-4. Кроме того, это воплощение может содержать любые альтернативные конфигурации, описанные выше со ссылками на фиг. 1-4.
Хотя в описанных выше воплощениях короткие концы 13А, 13В, прямолинейные участки 17А, 17В или прямолинейные расположенные под углом участки 17А, 17В Сообразная форма), угловые участки 18А, 18В, криволинейный участок 19 и прямолинейный соединительный участок 17С выполнены заодно целое, в альтернативном воплощении (не показано) они могут быть отдельными компонентами, которые соединены вместе с помощью пайки.
Следует понимать, что аэрозольобразующий элемент в соответствии с настоящим изобретением не ограничен использованием только в описанном и иллюстрируемом здесь устройстве для подачи аэрозоля. Аэрозольобразующий элемент в соответствии с настоящим изобретением может быть использован в любом подходящем устройстве для подачи аэрозоля. Например, на фиг. 8 показано альтернативное устройство для подачи аэрозоля, и аэрозольобразующий элемент в соответствии с изобретением может быть использован в таком устройстве.
Устройство для подачи аэрозоля 101, представленное на фиг. 8, содержит корпус 2, снабженный мундштуком 103. Кроме того, в корпусе 102 образован воздушный тракт, проходящий через устройство для подачи аэрозоля 101. Воздушный тракт включает впускное отверстие 105 для воздуха, воздушный канал 104а, входное отверстие 104b камеры, аэрозольную камеру 106, выходное отверстие 128 камеры и выпускное отверстие 107.
На фиг. 9 представлен вид устройства для подачи аэрозоля 101 в разрезе по линии Х-Х, показанной на фиг. 8. Аэрозольная камера 106 образована стенками камеры, которые представляют собой разделительную стенку 108 и опорную пластину 120. С противоположной стороны от разделительной стенки 108 относительно аэрозольной камеры находится резервуар 109 с раствором.
В аэрозольной камере 106 размещен аэрозольобразующий элемент 110А. Указанный аэрозольобразующий элемент 110А содержит лист материала, имеющий внутреннюю и внешнюю основные поверхности 123А, 123В. Лист материала дополнительно может содержать любую комбинацию особенностей выполнения, описанных выше со ссылками на фиг. 1-7. Аэрозольобразующий элемент 110А, кроме того, может быть снабжен покрытием, которое предотвращает или уменьшает выход пара с внешней основной поверхности 123В.
Аэрозольобразующий элемент 110А размещен в аэрозольной камере 106 аналогично его размещению в воплощениях, рассмотренных выше со ссылками на фиг. 1-7, и поэтому подробное описание в этой части будет исключено. Однако следует принимать во внимание, что аэрозольобразующий элемент 110А содержит плоские короткие концы 113А, 113В, которые присоединены к опорной пластине 120, как показано на фиг. 9, так, что основная поверхность 120А опорной пластины 120 обращена в сторону криволинейного участка внутренней основной поверхности 123А. При таком взаимном расположении аэрозольобразующий элемент 110А можно рассматривать как «выпучивающийся» от опорной пластины 120. В результате аэрозольобразующий элемент 10А свободно расположен в аэрозольной камере 6. В альтернативном воплощении опорная пластина 120 отсутствует, и аэрозольобразующий элемент 110А прикреплен к корпусу 102 так, что выпучивается непосредственно от корпуса 102.
При этом внутренняя основная поверхность 123А аэрозольобразующего элемента 110А образует канал 124, направляющий или придающий направление потоку аэрозоля, генерируемого с помощью образовавшегося пара при прохождении через компонент 1' устройства для подачи аэрозоля. Канал 124, помимо того, замкнутый и образован с помощью аэрозольобразующего элемента 110А, установленного на опорной пластине 120.
Аэрозольобразующий элемент 110А размещен в аэрозольной камере 106, при этом разделительная стенка 108 следует или соответствует кривизне аэрозольобразующего элемента 110А так, что между ними образуется теплоизолирующий воздушный зазор 122. Разделительная стенка 108 может быть частично образована теплозащитным экраном. В качестве альтернативы сам корпус 2 может быть сформован из термостойкой пластмассы.
Помимо того, каждый из коротких концов 113А, 113В неподвижно установлен в зазорах между опорной пластиной 20 и разделительной стенкой 8. Эти зазоры имеют величину, достаточную для создания капиллярного эффекта и именуются первым и вторым капиллярными зазорами 121а, 121b.
В разделительной стенке 108 выполнены два питающих отверстия 125, 125А, за счет чего резервуар 109 для раствора сообщается по жидкости с первым и вторым капиллярными зазорами 121а, 121b. Два питающих отверстия 125, 125А могут иметь такую ширину, чтобы обеспечить капиллярное действие, способствующее протеканию раствора в направлении первого и второго капиллярных зазоров 121а, 121b. Следует понимать, что устройство 101 для подачи аэрозоля может содержать только одно питающее отверстие, или оно может содержать более двух питающих отверстий для регулирования потока раствора, поступающего в капиллярные зазоры 121а, 121b.
На фиг 10 представлено альтернативное воплощение устройства 201 для подачи аэрозоля, при этом одинаковые элементы обозначены на фигуре одинаковыми ссылочными номерами позиций. В этом воплощении в каждом питающем отверстии 125, 125А установлены две параллельные образующие капилляр пластины 126А, 126В, 126С, 126D. Эти пластины выступают из каждого питающего отверстия 125, 125А и проходят в резервуар 109 с раствором. Каждая пара образующих капилляр пластин 126А, 126В, 126С, 126D размещена с образованием между пластинами капиллярного канала 127, 127А. За счет указанного взаимного размещения каждый капиллярный канал 127, 127А сообщается по жидкости с капиллярной структурой аэрозольобразующего элемента 110А посредством первого и второго капиллярного зазора 12а, 121b соответственно. Образующие капилляр пластины 126А, 126В, 126С, 126D могут способствовать питанию аэрозольобразующего элемента 110А раствором. В силу этого при использовании устройства раствор, удерживаемый в резервуаре 9 с раствором, за счет капиллярного действия проходит в каждый капиллярный канал 127, 17А и поступает через первый и второй капиллярные зазоры 121а, 121b в капиллярную структуру коротких концов 113А, 113В аэрозольобразующего элемента 110А. Эта капиллярная структура обеспечивает создание капиллярного эффекта подобного фитилю, и тем самым позволяет аэрозольобразующему элементу 110А поглощать или всасывать раствор, поступающий в первый и второй капиллярные зазоры 121а, 121b так, что раствор распределяется по всей капиллярной структуре аэрозольобразующего элемента 110А. Следует понимать, что образующими капилляр пластинами может быть снабжено только одно или некоторые из питающих отверстий 125, 125А. Предполагается, что образующие капилляр пластины могут быть заменены трубкой.
На фиг. 11 представлен аэрозольобразующий элемент 110В, подобный описанному выше со ссылкой на фиг. 5, размещенный в устройстве 201 для подачи аэрозоля, описанном выше со ссылкой на фиг. 10, при этом одинаковые элементы обозначены на фиг. 11 одинаковыми ссылочными номерами позиций. Поперечное сечение аэрозольобразующего элемента 110В имеет частично форму цилиндра, наподобие формы поперечного сечения мешка или Ω-образную форму (форму буквы омега). В рассматриваемом воплощении аэрозольобразующий элемент 110В искривлен или изогнут так, что образует почти цилиндрический канал 124. При таком выполнении аэрозольобразующий элемент 110В содержит участки, которые по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не расположены в одной плоскости. В результате пар выходит в направлении центра канала 124, и поэтому меньшее количество пара и/или аэрозоля контактирует с опорной пластиной 120. Помимо этого, Ω-образная форма поперечного сечения или поперечное сечение в виде мешка обеспечивают увеличение площади поверхности аэрозольобразующего элемента 10В в аэрозольной камере 6, что повышает эффективность аэрозольобразующего элемента 10В, и, следовательно, устройство 201 для подачи аэрозоля может быть выполнено более компактным. Следует понимать, что это воплощение имеет такие же преимущества, что и воплощения, описанные выше со ссылками на другие фигуры. Кроме того, данное воплощение может содержать любые альтернативные конфигурации, описанные выше со ссылками на другие фигуры. Например, показанный на фиг. 11 аэрозольобразующий элемент 110В содержит используемое по усмотрению покрытие 112.
На фиг. 12 представлен аэрозольобразующий элемент 110С, подобный описанному выше со ссылкой на фиг. 6, размещенный устройстве 201 для подачи аэрозоля, описанном со ссылкой на фиг. 9, при этом одинаковые элементы обозначены на фиг. 12 такими же ссылочными номерами позиций. Поперечное сечение аэрозольобразующего элемента 110С имеет V-образную форму. Аэрозольобразующий элемент 110С содержит участки, которые по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не расположены в одной плоскости. Канал 124 образован в «нише», образованной V-образной формой. Как и в случае рассмотренных выше воплощений, площадь поверхности аэрозольобразующего элемента 10С увеличивается по сравнению с плоским аэрозольобразующим элементом, и, следовательно, устройство для подачи аэрозоля может быть выполнено более компактным. Следует понимать, что данное воплощение имеет такие же преимущества, что и воплощение, описанное выше со ссылками на другие фигуры. Кроме того, это воплощение может содержать любые альтернативные конфигурации, описанные выше со ссылками на другие фигуры. Например, аэрозольобразующий элемент 110С, показанный на фиг. 12, содержит используемое по усмотрению покрытие 112.
На фиг. 13 представлен аэрозольобразующий элемент 110D в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, подобный описанному со ссылкой на фиг. 6, размещенный устройстве 201 для подачи аэрозоля, описанном со ссылкой на фиг. 9, при этом одинаковые элементы обозначены на фиг. 12 одинаковыми ссылочными номерами позиций. Устройство для подачи аэрозоля выполнено подобным воплощению, описанному выше со ссылкой на фиг.10, при этом одинаковые элементы обозначены на фиг. 13 одинаковыми ссылочными номерами позиций. Аэрозольобразующий элемент 110D имеет поперечное сечение частично в виде многоугольника, образующего канал 124. Аэрозольобразующий элемент 110D содержит участки, которые по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга, т.е. они не расположены в одной плоскости. Следует понимать, что данное воплощение имеет такие же преимущества, что и воплощение, описанное выше со ссылками на другие фигуры. Кроме того, это воплощение может содержать любые альтернативные конфигурации, описанные выше со ссылками на другие фигуры. Например, аэрозольобразующий элемент 110D, показанный на фиг. 13, содержит используемое по усмотрению покрытие 112.
Хотя аэрозольобразующие элементы 110В, 110С, 110D, описанные выше со ссылками на фиг. 11-13, показаны размещенными в устройстве 201 для подачи аэрозоля, содержащем пластины, образующие капилляр и проходящие в резервуар 109 с раствором, следует понимать, что эти образующие капилляр пластины используются по усмотрению. Кроме того, следует понимать, что аэрозольобразующие элементы 110A, 110В, 110С, 110D, описанные со ссылками на фиг. 9-13, могут быть размещены в любом подходящем устройстве для подачи аэрозоля.
Выше рассмотрены воплощения аэрозольобразующего элемента устройства 1 для подачи аэрозоля, в котором используют раствор. Следует понимать, что этот раствор может содержать определенные составляющие или вещества, которые могут оказывать стимулирующее и терапевтическое воздействие на пользователя и могут быть любого типа, подходящего для подачи путем ингаляции. Раствор, в котором эти составляющие или вещества, содержатся или растворены, может состоять, главным образом, из воды, этанола, глицерина, пропиленгликоля или смесей вышеупомянутых растворителей. За счет достаточно высокой степени разбавления в легколетучем растворителе, таком как этанол и/или вода, даже те вещества, которые в ином случае являются трудно испаряемыми, могут испаряться по существу без остатка, и термическое разложение жидкого материала можно предотвратить или в значительной степени уменьшить.
Следует признать, что иные формы аэрозольобразующего элемента также подлежат включению в объем изобретения, при условии, что поперечное сечение аэрозольобразующего элемента соответствует не плоскому контуру, а участки аэрозольобразующего элемента по существу обращены друг к другу и образуют канал, которые может придавать направление или направлять поток пара и/или аэрозоля. Используемое здесь выражение «по существу обращены друг к другу или расположены напротив друг друга» следует понимать как относящееся к участкам, которые параллельны или расположены под углом друг к другу, и не находятся в одной плоскости.
Следует принимать во внимание, что в соответствии с широким аспектом изобретения аэрозольобразующий элемент содержит не плоский лист материала, выполненный с возможностью впитывать и нагревать раствор. Указанный лист материала содержит внутреннюю основную поверхность, имеющую капиллярную структуру, способную при использовании эмитировать пар, и внешнюю основную поверхность, способную при использовании эмитировать пар. Лист материала выполнен с возможностью обеспечить получение вблизи внутренней основной поверхности аэрозоля с плотностью аэрозоля, которая больше плотности аэрозоля, получаемого вблизи внешней основной поверхности. При этом плотность аэрозоля следует понимать как массу частиц аэрозоля, приходящуюся на объем газа.
Для решения различных вопросов и прогресса уровня техники полный объем настоящего изобретения раскрывается посредством иллюстрации различных воплощений, в которых изобретение (изобретения), раскрытое в заявке, в том числе охарактеризованное в формуле, может быть осуществлено на практике и обеспечивает создание более совершенных аэрозольобразующего элемента, компонента устройства для подачи аэрозоля и устройства для подачи аэрозоля. Преимущества и характерные особенности изобретения относятся только к показательному примеру воплощений и не являются исчерпывающими и/или особыми. Они представлены только для того, чтобы способствовать пониманию, иллюстрации и пояснению признаков заявленного изобретения. Следует понимать, что преимущества, воплощения, примеры, функции, конструктивные особенности, структуры и/или другие аспекты изобретения не следует рассматривать как ограничения изобретения, охарактеризованного пунктами формулы, или ограничения эквивалентов по отношению к пунктам формулы. Следует также понимать, что могут быть реализованы другие воплощения и произведены модификации без выхода за пределы объема и/или сущности изобретения. Различные воплощения могут подходящим образом содержать, состоять из или, в основном, из различных комбинаций описанных выше элементов, компонентов, конструктивных особенностей, частей, стадий, средств и т.д. Кроме того, настоящее изобретение включает другие изобретения, которые не заявлены в настоящее время, но могут быть заявлены в будущем.