ОБРАЗУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВО
AEROSOL-FORMING DEVICE

Настоящее изобретение относится к образующему аэрозоль устройству, которое содержит резервуар для жидкости, высвобождающий носитель и нагреватель, и к образующей аэрозоль системе, содержащей это образующее аэрозоль устройство.
Известно использование образующих аэрозоль устройств в образующих аэрозоль системах, таких как электрические образующие аэрозоль системы. Например, в EP 2 493 341 B1 описано такое устройство, в котором жидкость из хранящего ее контейнера перемещается к капиллярному фитилю, который по меньшей мере частично окружен спиралью из проволоки, причем эта спираль из проволоки физически контактирует с капиллярным фитилем. Указанная спираль из проволоки соединена с батареей. При подаче электрического тока в проволоку она будет нагреваться, и будет происходить испарение жидкости на проволоке. Испаряющаяся жидкость захватывается воздушным потоком, который проходит от впускного воздушного отверстия через капиллярный фитиль и окружающую его проволоку к выпускному воздушному отверстию. Испаренная жидкость в воздушном потоке или воздушной струе будет конденсироваться в виде аэрозоля, который затем будет вдыхаться потребителем.
Недостаток таких существующих систем состоит в том, что сложно регулировать дозу испаряемой и затем превращаемой в аэрозоль жидкости. В случае вышеописанного нагревателя со спиралью и капиллярным фитилем согласно EP 2 493 341 B1, будет испаряться не только жидкость на нагревателе, но, помимо этого, также и некоторое количество жидкости в капиллярном фитиле в непосредственной близости от нагреваемой проволоки. В зависимости от продолжительности нагревательного действия, которое обычно соответствует продолжительности затяжки, осуществляемой потребителем, может также подвергаться испарению некоторое количество жидкости, поступающей во время затяжки за счет капиллярных сил в капиллярном фитиле для восполнения уже испаренного материала. По этим причинам затруднено точное определение и регулирование дозы жидкости, испаряемой во время одной затяжки, осуществляемой потребителем.
Тем не менее, было бы желательно иметь возможность обеспечения потребителя курительной системой с возможностью более точного регулирования дозы жидкости, испаряемой во время каждой затяжки.
Эта проблема может быть смягчена путем использования образующего аэрозоль устройства, содержащего резервуар с жидкостью, высвобождающий носитель и нагреватель, причем указанные резервуар и высвобождающий носитель находятся в контакте друг с другом, так что во время использования образующего аэрозоль устройства жидкость перемещается из резервуара к высвобождающему носителю, и высвобождающий носитель и нагреватель расположены таким образом, что эти нагреватель и высвобождающий носитель находятся в контакте друг с другом, так что во время использования образующего аэрозоль устройства происходит испарение жидкости на нагревателе. Вследствие нагрева жидкость на нагревателе испаряется и затем образует аэрозоль. Образующее аэрозоль устройство дополнительно содержит средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем, так что контакт между нагревателем и высвобождающим носителем обратимым образом и по меньшей мере частично прерывается, и между нагревателем и высвобождающим носителем образуется зазор. Это означает, что во время нагрева нагревателя и испарения жидкости на нагревателе контакт между нагревателем и высвобождающим носителем может быть прерван по меньшей мере частично и предпочтительно полностью. Вследствие этого, во время нагрева предпочтительно будет испарено лишь то количество жидкости, которое находилось на нагревателе перед нагревом, и это предпочтительно означает, что будет испарено лишь определенное количество жидкости. Это может быть также частично возможно в том случае, если сохраняется частичный контакт между нагревателем и высвобождающим носителем во время нагрева, поскольку в этом случае, в зависимости от степени контакта и продолжительности нагрева, сравнительно точно определяемое дополнительное количество жидкости будет во время этапа нагрева перенесено из высвобождающего носителя к нагревателю и затем испарено в дополнение к жидкости на нагревателе. Тем не менее, с целью обеспечения возможности максимально точного определения количества испаряемой жидкости предпочтительно, чтобы отсутствовал контакт между нагревателем и высвобождающим носителем во время нагрева.
В аспекте настоящего изобретения предложено образующее аэрозоль устройство, содержащее резервуар для хранения жидкости, высвобождающий носитель и нагреватель, причем указанный резервуар расположен с возможностью доставки жидкости из этого резервуара к высвобождающему носителю, и устройство содержит механизм для перемещения высвобождающего носителя и/или нагревателя между первой конфигурацией, в которой высвобождающий носитель и нагреватель находятся в контакте друг с другом, и второй конфигурацией, в которой имеет место зазор между нагревателем и высвобождающим носителем, при этом устройство выполнено с возможностью включения нагревателя, когда нагреватель и высвобождающий носитель находятся во второй конфигурации, и выключения нагревателя, когда нагреватель и высвобождающий носитель находятся в первой конфигурации.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложено образующее аэрозоль устройство, содержащее резервуар для жидкости, высвобождающий носитель и нагреватель, причем резервуар и высвобождающий носитель расположены таким образом, чтобы во время использования образующего аэрозоль устройства жидкость перемещалась из резервуара к высвобождающему носителю, высвобождающий носитель и нагреватель расположены таким образом, чтобы эти высвобождающий носитель и нагреватель физически контактировали друг с другом, образующее аэрозоль устройство дополнительно содержит средства для обратимого прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем, так что между этими высвобождающим носителем и нагревателем образуется зазор, и устройство выполнено с возможностью активации нагревателя, когда между этим нагревателем и высвобождающим носителем образован зазор.
Образующее аэрозоль устройство согласно заявленному изобретению обеспечивает возможность более точного регулирования количества жидкости, высвобождаемой за одну затяжку. Поскольку нагреватель по меньшей мере частично извлечен из высвобождающего носителя, заключающего в себе жидкость, так что между ними больше нет никакого физического контакта или, в крайнем случае, сохраняется ограниченный физический контакт, и между этими двумя элементами образован зазор, количество жидкости будет ограничиваться и регулироваться, и будет испаряться лишь та жидкость, которая находится на нагревателе, в частности на поверхности нагревателя. Ввиду наличия зазора между нагревателем и высвобождающим носителем, не будет происходить испарения какой-либо жидкости в области предыдущего контакта и в прилегающих областях высвобождающего носителя. Кроме того, жидкость, которая перемещается из резервуара к высвобождающему носителю для восполнения жидкости, уже перемещенной к нагревателю, не будет испаряться во время нагрева нагревателя, находящегося на расстоянии.
Настоящее изобретение относится также к образующей аэрозоль системе, содержащей одно из образующих аэрозоль устройств согласно заявленному изобретению, источник энергии, который соединен с нагревателем и с инициирующим средством или датчиком расхода воздуха, по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие и по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие, которые расположены таким образом, чтобы образовывать тракт воздушного потока от указанного по меньшей мере одного впускного воздушного отверстия через нагреватель к указанному по меньшей мере одному выпускному воздушному отверстию, с целью перемещения пара, образующегося в нагревателе, и аэрозоля, образующегося из этого пара, к указанному по меньшей мере одному выпускному воздушному отверстию. Более предпочтительно, образующая аэрозоль система согласно заявленному изобретению дополнительно содержит корпус, который содержит по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие и по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие и заключает в себе остальные компоненты образующего аэрозоль устройства.
В аспекте настоящего изобретения дополнительно предложен способ нагрева жидкости в образующем аэрозоль устройстве, содержащем резервуар, заключающий в себе жидкость, высвобождающий носитель и нагреватель, причем резервуар расположен с возможностью доставки жидкости из этого резервуара к высвобождающему носителю; способ включает в себя этапы, на которых располагают высвобождающий носитель и нагреватель в первой конфигурации в контакте друг с другом, так что жидкость перемещается из высвобождающего носителя к нагревателю, перемещают высвобождающий носитель и/или нагреватель во вторую конфигурацию, в которой имеет место зазор между нагревателем и высвобождающим носителем, и возвращают высвобождающий носитель и нагреватель в первую конфигурацию, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором нагревают нагреватель в то время, когда нагреватель и высвобождающий носитель находятся во второй конфигурации. Предпочтительно, способ дополнительно включает в себя этап, на котором выключают нагреватель, когда высвобождающий носитель и нагреватель находятся в первой конфигурации.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу образования аэрозоля в образующем аэрозоль устройстве, содержащем резервуар с жидкостью, высвобождающий носитель и нагреватель, причем резервуар и высвобождающий носитель находятся в контакте друг с другом, так что во время использования образующего аэрозоль устройства жидкость перемещается из резервуара к высвобождающему носителю, и высвобождающий носитель и нагреватель расположены таким образом, чтобы эти высвобождающий носитель и нагреватель находились в контакте друг с другом в один момент времени, но не постоянно, во время использования образующего аэрозоль устройства, так что во время контакта высвобождающего носителя и нагревателя жидкость перемещается из высвобождающего носителя к нагревателю; способ включает в себя этапы, на которых осуществляют обратимое прерывание физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем, так что контакт между этими высвобождающим носителем и нагревателем обратимым образом прерывается и образуется зазор между высвобождающим носителем и нагревателем; и нагревают нагреватель, когда физический контакт между высвобождающим носителем и нагревателем прерван и между высвобождающим носителем и нагревателем образован зазор, так что жидкость на нагревателе нагревается и образует аэрозоль.
Жидкость, используемая в образующем аэрозоль устройстве и образующей аэрозоль системе согласно заявленному изобретению, может представлять собой любую жидкость, которая является жидкой при 23 градусах по Цельсию и может испаряться при температурах, обеспечиваемых нагревателем, таких как температуры в диапазоне от 100 градусов по Цельсию до 300 градусов по Цельсию, предпочтительно ― от 150 градусов по Цельсию до 300 градусов по Цельсию, и более предпочтительно ― от 200 градусов по Цельсию до 300 градусов по Цельсию. Предпочтительно, жидкость содержит материал табачного происхождения, такой как летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из жидкости при нагреве. Предпочтительно, чтобы жидкость содержала материалы нетабачного происхождения, такие как натуральные или искусственные ароматизаторы. Жидкость предпочтительно содержит от 0,1% до 5%, например от 0,2% до 3% по весу ароматизаторов. Более предпочтительно, чтобы жидкость содержала никотин, предпочтительно ― от 0,1 до 10%, например от 0,5% до 2% по весу никотина. Предпочтительно также, чтобы жидкость содержала образователь аэрозоля, такой как глицерин или пропиленгликоль или их смесь. Жидкость может содержать от 50% до 95%, более предпочтительно ― от 70% до 85% по весу образователя аэрозоля, такого как глицерин или пропиленгликоль или их смесь. Предпочтительно, жидкость содержит воду, более предпочтительно ― от 5% до 30% или от 10% до 20% по весу воды.
Образующее аэрозоль устройство согласно заявленному изобретению регулируют таким образом, чтобы количество жидкости, которое испаряется во время каждой затяжки, предпочтительно составляло от 1 до 4 мг жидкости, более предпочтительно ― от 2 до 3 мг жидкости. Это означает, что высвобождающий носитель, его контакт с резервуаром, его капиллярность и его размеры, нагреватель и площадь контакта между нагревателем и высвобождающим носителем регулируют таким образом, чтобы при каждой затяжке, осуществляемой пользователем, предпочтительно от 1 до 4 мг жидкости, более предпочтительно ― от 2 до 3 мг жидкости переносилось из высвобождающего носителя на нагреватель и затем испарялось в течение периода времени активации нагревателя.
Количество жидкости, которое испаряется во время каждой затяжки, может быть определено путем измерения веса образующего аэрозоль устройства до и после затяжки. Разность в весе представляет собой количество жидкости, которое было испарено во время затяжки.
Средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем может как активироваться, так и деактивироваться автоматически во время использования образующего аэрозоль устройства или же, в качестве альтернативы, оно может включаться и выключаться с помощью инициирующего средства.
Автоматическая активация и деактивация средства для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем может обеспечиваться с помощью датчика воздушного потока. Автоматическая активация и деактивация нагревателя также может обеспечиваться с помощью датчика воздушного потока. Таким образом, когда потребитель осуществляет затяжку на образующей аэрозоль системе согласно заявленному изобретению, это приводит к образования воздушного потока. Воздушный поток, в свою очередь, перемещает, например, клапан или пластину или активирует датчик воздушного потока. Это перемещение клапана или пластины или активация датчика воздушного потока приведет к контакту или к замыканию цепи, которая затем активирует нагреватель и/или средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем. Как только осуществляемая потребителем затяжка завершена, воздушный поток будет остановлен, так что клапан или пластина возвратятся в свое первоначальное положение и предыдущий контакт будет прерван. Вследствие этого нагреватель и/или средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем будут автоматически деактивированы.
Указанное средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем представляет собой устройство, расположенное с возможностью прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем.
Указанное инициирующее средство для включения и выключения средства для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем предпочтительно представляет собой кнопку, ползунковый переключатель или поворотный переключатель, более предпочтительно ― кнопку. Инициирующее средство может также представлять собой электронное устройство, которое выдает сигнал или импульс, который, в свою очередь, включает и выключает указанное средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем.
Согласно первому варианту осуществления заявленного изобретения, нагреватель также представляет собой средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем и он может представлять собой сетчатый нагревательный диск, который содержит по меньшей мере два различных материала, приводящих к различным деформациям при нагреве. Такой сетчатый нагревательный диск может представлять собой сетку из нитей основы и утка, изготовленную из двух или более, предпочтительнее ― из двух различных материалов, которые имеют различные характеристики термической деформации. Возможные материалы для такого сетчатого нагревательного диска представляют собой металлические волокна, изготовленные из нержавеющих стальных сплавов серий 300 и 400 или сплавов NiCr (никель-хромовых сплавов), с диаметром волокон, составляющим от 9 до 50 микрон, или неметаллические волокна, такие как углеродные волокна с высоким содержанием чистого углерода, или их смесь. Высвобождающий носитель может быть изготовлен из волокнистых матов из полипропилена, полиэтилена, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталала или их смесей, с размером пор, составляющим от 0,4 микрона до 15 микрон, или из полимерных волокон, изготовленных из полимера с термической стабильностью, достаточной для выдерживания температур, достигаемых во время использования образующего аэрозоль устройства, таких как 100-300 градусов по Цельсию. Волокна для изготовления указанного сетчатого нагревательного диска прикреплены друг к другу на внешних краях этого сетчатого нагревательного диска. В состоянии отсутствия нагрева сетчатый нагревательный диск представляет собой плоский диск или плоский лист предпочтительно круглой или прямоугольной формы, более предпочтительно ― круглой формы. Он будет лежать на высвобождающем носителе. Высвобождающий носитель согласно первому варианту осуществления может представлять собой диск, изготовленный из волокнистых матов из вышеописанных материалов. Более предпочтительно, форма и размеры высвобождающего носителя и сетчатого нагревательного диска являются одинаковыми. Поскольку высвобождающий носитель и сетчатый нагревательный диск будут лежать друг на друге и, более предпочтительно, иметь одинаковые размеры и форму, они в состоянии отсутствия нагрева будут находиться в плотном физическом контакте, и это означает, что обеспечена возможность перемещения жидкости из высвобождающего носителя к сетчатому нагревательному диску до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Высвобождающий носитель согласно первому варианту осуществления непосредственно или косвенно ― через промежуточный диффузионный носитель ― соединен с резервуаром для жидкости. Резервуар предпочтительно представляет собой контейнер, который заключает в себе жидкость. Например, высвобождающий носитель согласно первому варианту осуществления может представлять собой губчатый или волокнистый фитильный материал, такой как вышеописанные материалы, а именно ― волокнистые маты из полипропилена, полиэтилена, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата или их смесей, с размером пор, составляющим от 0,4 микрона до 15 микрон, который проходит внутрь или находится в контакте с контейнером, заключающим в себе жидкость. Губчатая или волокнистая природа фитильного материала будет создавать эффект, состоящий в том, что любая жидкость, которая была удалена из высвобождающего носителя и перемещена к нагревателю, будет автоматически восполняться и перемещаться за счет капиллярных сил из контейнера к высвобождающему носителю.
Если сетчатый нагревательный диск согласно первому варианту осуществления заключает в себе по меньшей мере два различных материала с различными характеристиками термической деформации, сетка при нагреве будет подвергаться деформации. Например, один из материалов сетчатого нагревательного диска не будет изменять свою форму при нагреве, в то время как другой материал может расширяться. Поскольку волокна для изготовления сетчатого нагревательного диска прикреплены друг к другу на внешних краях этого сетчатого нагревательного диска, указанное расширение приведет к сгибанию диска при нагреве. Вследствие этого сетчатый нагревательный диск, находившийся без нагрева в плоском контакте с высвобождающим носителем, при нагреве и сгибании перестанет контактировать с высвобождающим носителем по меньшей мере в своей центральной области. Лишь внешние кромки сетчатого нагревательного диска, где волокна из различных материалов соединены друг с другом, будут оставаться в контакте с высвобождающим носителем. Таким образом, в результате нагрева обеспечивается более или менее полное прерывание контакта высвобождающего носителя и сетчатого нагревательного диска.
Этот нагрев может быть инициирован путем перевода инициирующего средства в положение включения. Инициирующее средство замкнет электрическую цепь между сетчатым нагревательным диском и источником энергии, таким как батарея. Электрический ток вызовет нагрев металлических волокон в сетчатом нагревательном диске. Например, потребитель при осуществлении затяжки на образующей аэрозоль системе может нажать кнопку, которая замкнет вышеуказанную электрическую цепь, что приведет к нагреву сетчатого нагревательного диска. В результате нагрева произойдет испарение жидкости на сетчатом нагревательном диске и образование аэрозоля, который может вдыхаться потребителем. Тем не менее, поскольку контакт между сетчатым нагревательным диском и высвобождающим носителем прерван по существу полностью, когда сетчатый нагревательный диск нагрелся и деформировался, количество испаряемой жидкости ограничивается количеством жидкости на нагревателе на момент начала нагревающего действия. Как только потребитель перестанет нажимать на кнопку, электрическая цепь разомкнется, сетчатый нагревательный диск охладится, возвратится в свое исходное положение и снова войдет в контакт с высвобождающим носителем. Жидкость будет перемещена из высвобождающего носителя к сетчатому нагревательному диску (и, разумеется, вследствие этого ― из контейнера к высвобождающему носителю) и затем она может быть испарена во время следующей затяжки.
Нагрев сетчатого нагревательного диска может быть инициирован автоматически. Как описано выше, в результате осуществления затяжки потребителем на образующей аэрозоль системе может быть инициировано перемещение пластины или клапана. В результате этого произойдет автоматическое замыкание электрической цепи и инициирован электрический ток, который приведет к нагреву сетчатого нагревательного диска аналогично тому, как описано выше. Как только потребитель завершит осуществление затяжки на образующей аэрозоль системе, клапан или пластина вернется в свое первоначальное положение, электрическая цепь разомкнется, сетчатый нагревательный диск охладится, и испарение будет автоматически прекращено.
Согласно второму варианту осуществления заявленного изобретения, нагреватель также представляет собой средство для обратимого и по меньшей мере частичного прерывания физического контакта между высвобождающим носителем и нагревателем и он может представлять собой сетчатый нагревательный диск с кольцом, плотно окружающим сетчатый нагревательный диск. Сетчатый нагревательный диск и окружающее кольцо могут быть изготовлены из разных материалов, и окружающее кольцо может быть деформируемым при нагреве. Вышеописанная электрическая цепь, предназначенная для первого варианта осуществления, во втором варианте осуществления может включать в себя сетчатый нагревательный диск и окружающее кольцо. Таким образом, имеет место электрический контакт между сетчатым нагревательным диском, окружающим кольцом и источником энергии. Если указанная электрическая цепь замкнута, это приведет к нагреву окружающего кольца и, необязательно, если в сетчатый нагревательный диск включены металлические волокна, то и к их нагреву. Таким образом, согласно этому второму варианту осуществления, окружающее кольцо и сетчатый нагревательный диск предпочтительно изготовлены из двух различных материалов с различной величиной термической деформации. Например, сетчатый нагревательный диск, аналогично тому, как описано выше, может быть изготовлен в виде сетки из нитей утка и нитей основы из металлических волокон, таких как волокна из нержавеющей стали, например из нержавеющих стальных сплавов серий 300 и 400, или сплавов NiCr, с диаметром волокон, составляющим от 9 микрон до 50 микрон, или неметаллических волокон, таких как углеродные волокна с высоким содержанием чистого углерода, или их смесей. Высвобождающий носитель, аналогично тому, как описано выше, может быть изготовлен из волокнистых матов из полипропилена, полиэтилена, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата или их смесей, с размером пор от 0,4 микрона до 15 микрон. Кольцо, окружающее сетчатый нагревательный диск, может быть изготовлено из таких материалов, как биметаллические приводы (защелкивающего действия) и пьезоэлектрические приводы смещения, которые могут представлять собой зажимающие участки вокруг сетчатого нагревательного диска. Пьезоэлектрический привод может представлять собой небольшой трубчатый привод с вертикальным или боковым смещением, возбуждаемый датчиком воздушного потока или ручным переключателем для натяжения или сжатия кольца, окружающего сетчатый нагревательный диск.
Что касается первого варианта осуществления, то нагрев окружающего кольца и, необязательно, сетчатого нагревательного диска может быть инициирован потребителем путем перевода инициирующего средства, такого как кнопка, в положение включения, и завершен путем перевода инициирующего средства, такого как кнопка, в положение выключения. В качестве альтернативы, аналогично тому, как описано выше, нагрев может быть активирован автоматически с помощью вышеуказанного датчика воздушного потока или датчика затяжки, который на время осуществления затяжки инициирует замыкание электрической цепи, что приводит к нагреву деформируемого кольца и, необязательно, сетчатого нагревательного диска. Окружающее кольцо должно находиться в плотном контакте и в непосредственной близости от сетчатого нагревательного диска, вследствие чего деформация при нагреве кольца, окружающего сетчатый нагревательный диск может и будет приводить к деформации этого сетчатого нагревательного диска. Вследствие этого сетчатый нагревательный диск сгибается в направлении удаления от высвобождающего носителя, так что контакт между сетчатым нагревательным диском и высвобождающим носителем более или менее полностью прерывается и между этими двумя элементами образуется зазор. Аналогично тому, как описано выше, это будет иметь эффект, состоящий в том, что во время затяжки и во время нагрева окружающего кольца и, необязательно, сетчатого нагревательного диска обеспечена возможность испарения лишь той жидкости, которая находится на сетчатом нагревательном диске, и это означает, что обеспечена возможность регулирования количества испаряемой жидкости.
Согласно третьему, более предпочтительному, варианту осуществления заявленного изобретения, высвобождающий носитель представляет собой капиллярный фитиль, а нагреватель представляет собой катушку из проволоки, которая по меньшей мере частично окружает капиллярный фитиль.
Капиллярный фитиль может иметь волокнистую структуру. Волокнистые фитильные материалы могут быть изготовлены из керамических, графитовых или стекловолоконных материалов в виде волокон, имеющих диаметр предпочтительно от 5 до 20 микрон. Предпочтительно, капиллярный фитиль содержит множество волокон или нитей. Более предпочтительно, эти волокна или нити не полностью натянуты, находятся в ослабленном состоянии и имеют в той или иной степени волнистую или витую структуру, что обеспечивает возможность натяжения. Более предпочтительно, множество волокон образует капиллярный фитиль или разновидность пряжи. Аналогичным образом, более предпочтительно, чтобы фитиль имел удлиненную или стержнеобразную структуру. Как было указано выше, один участок капиллярного фитиля окружен спиральной проволокой. Второй участок капиллярного фитиля проходит внутрь или находится в контакте с резервуаром для жидкости, который, аналогично вышеуказанному, более предпочтительно представляет собой контейнер. Пустое пространство между отдельными волокнами капиллярного фитиля обеспечивает возможность перемещения жидкости за счет капиллярных сил. Это означает, что если на одном участке капиллярного фитиля имела место потеря некоторого количества жидкости в результате непосредственно испарения или косвенным образом в результате перемещения к проволочной спирали, откуда происходит испарение, капиллярная природа капиллярного фитиля обеспечивает восполнение жидкости путем ее поступления из резервуара в область, в которой имела место потеря жидкости в результате испарения. Поскольку капиллярный фитиль более предпочтительно проходит внутрь резервуара с жидкостью, постоянно обеспечивается стабильное равновесие, а именно: когда определенное количество жидкости теряется в результате испарения, капиллярные усилия обеспечивают восполнение жидкости путем ее поступления из резервуара через капиллярный фитиль в область, где произошло испарение.
По меньшей мере часть капиллярного фитиля окружена спиралью из проволоки, так что в первоначальном состоянии эта проволока находится в контакте с фитилем. Обычно количество витков проволоки вокруг фитиля составляет от 4 до 8. Материалы для проволоки представляют собой металлы, такие как никель-хромовые сплавы или нержавеющие стальные сплавы, например, серий 300 и 400.
При подаче электрического тока на спиральную проволоку, как будет описано ниже, произойдет ее нагрев и это приведет к испарению жидкости, которая была перемещена из капиллярного фитиля к спиральной проволоке. С целью прерывания плотного контакта между капиллярным фитилем и проволокой, капиллярный фитиль может быть натянут. Более предпочтительно, натяжение может быть обеспечено с помощью кнопки. При нажатии кнопки потребителем будут создаваться два различных эффекта. Первый эффект состоит в том, что при нажатии кнопки происходит замыкание электрической цепи, в результате чего происходит нагрев проволоки и испарение жидкости на проволоке. В то же самое время, кнопка будет взаимодействовать с капиллярным фитилем и натягивать его, так что его длина фитиля увеличится при одновременном уменьшении его диаметра. Натяжение может быть обеспечено путем фиксации фитиля на его концах и оснащения указанной кнопки удлиненным участком, находящимся в контакте с фитилем. При нажатии кнопки потребителем ее перемещение приведет к перемещению удлиненного участка кнопки, который будет натягивать гибкий фитиль. Указанное уменьшение диаметра, в свою очередь, создает эффект, состоящий в том, что контакт между капиллярным фитилем и спиральной проволокой полностью прерывается, и в результате образуется зазор между капиллярным фитилем и спиральной проволокой. Таким образом обеспечена возможность испарения и последующего вдыхания потребителем в виде аэрозоля лишь того количества жидкости, которое находилось на спиральной проволоке на момент нажатия кнопки потребителем. Как только потребитель перестанет нажимать на кнопку, произойдет размыкание указанной электрической цепи и натяжение капиллярного фитиля прекратится, в результате чего капиллярный фитиль снова войдет в контакт с охлаждающейся в данный момент или уже охлажденной спиральной проволокой. Жидкость может снова перемещаться из капиллярного фитиля к спиральной проволоке, и при активации этапа нагрева посредством повторного нажатия указанной кнопки обеспечивается возможность осуществления второй затяжки потребителем.
Предпочтительная альтернатива натяжению фитиля состоит в том, что кнопка, нажимаемая потребителем, оснащена удлиненным участком, причем этот удлиненный участок кнопки соединен с одним концом фитиля. Другой конец фитиля зафиксирован. Нажатие кнопки потребителем преобразуется в поворот вдоль оси, перпендикулярной продольной оси фитиля, и одновременно с этим происходит замыкание электрической цепи, что приводит к нагреву спиральной проволоки. Вследствие этого часть фитиля наматывается вокруг указанного удлиненного участка. Эта намотка фитиля приводит к уменьшению диаметра фитиля, и это означает, что произойдет прерывание контакта и образование зазора между фитилем и спиральной проволокой. Если потребитель отпустит кнопку, фитиль размотается с удлиненного участка кнопки, диаметр фитиля увеличится, фитиль вновь войдет в контакт со спиральной проволокой и одновременно с этим произойдет размыкание электрической цепи.
Еще одна предпочтительная альтернатива натяжению фитиля состоит в том, что кнопка, нажимаемая потребителем, оснащена удлиненным участком, который соединен с одним концом фитиля. Другой конец фитиля зафиксирован. При нажатии кнопки потребителем ее перемещение будет преобразовано в поворот указанного удлиненного участка и того конца фитиля, который зафиксирован на этом удлиненном участке, вокруг продольной оси фитиля, и одновременно с этим произойдет замыкание электрической цепи, что приведет к нагреву спиральной проволоки. Вследствие этого фитиль скручивается вокруг его продольной оси. Это скручивание фитиля приводит к уменьшению диаметра, и это означает полное прерывание контакта и образование зазора между фитилем и спиральной проволокой. При отпускании кнопки потребителем произойдет обратный поворот, и это означает, что произойдет раскручивание фитиля, его диаметр увеличится, фитиль снова войдет в контакт со спиральной проволокой и одновременно с этим произойдет размыкание указанной электрической цепи.
3
Согласно четвертому варианту осуществления заявленного изобретения, нагреватель представляет собой сетчатый нагревательный диск, как описано выше в отношении первого и второго вариантов осуществления. Высвобождающий носитель для четвертого варианта осуществления является таким же, что и описанный выше в отношении первого и второго вариантов осуществления. Сетчатый нагревательный диск окружен деформируемым кольцом. Это деформируемое окружающее кольцо находится в плотном контакте с сетчатым нагревательным диском. В данном четвертом варианте осуществления деформируемое окружающее кольцо может быть изготовлено из таких материалов, как эластичные металлы и эластичные полимеры. Предпочтительно, деформируемое кольцо изготовлено из рифленой фольги из нержавеющей стали, эластичного полиамида или пьезокерамических материалов, таких как поликристаллическая ферроэлектрическая керамика. Примерами такой поликристаллической пьезоэлектрической керамики являются титанат бария (BaTiO) и цирконат-титанат свинца.
В четвертом варианте осуществления этап нагрева и испарения инициируется потребителем путем нажатия кнопки. Таким образом будут создаваться два различных эффекта. Первый эффект состоит в том, что при нажатии кнопки указанная электрическая цепь замыкается, в результате чего происходит нагрев сетчатого нагревательного диска и испарение жидкости на этом сетчатом нагревательном диске. В то же самое время, кнопка будет взаимодействовать с окружающим кольцом и деформировать его вследствие физического взаимодействия кнопки с окружающим кольцом. Деформация окружающего кольца приведет к деформации сетчатого нагревательного диска. Эта деформация сетчатого нагревательного диска приведет к сгибанию сетчатого нагревательного диска, и вследствие этого по меньшей мере на его центральных участках произойдет прерывание контакта между сетчатым нагревательным диском и высвобождающим носителем. Таким образом, благодаря прерыванию контакта между сетчатым нагревательным диском и высвобождающим носителем, обеспечена возможность испарения лишь того количества воды, которое находилось на сетчатом нагревательном диске. При прекращении нажатия кнопки потребителем указанная электрическая цепь будет разомкнута, и это означает, что произойдет охлаждение сетчатого нагревательного диска и в то же самое время прекратится физическое взаимодействие между кнопкой и сетчатым нагревательным диском через окружающее кольцо, а это, в свою очередь, означает, что обеспечена возможность возврата сетчатого нагревательного диска в его первоначальное положение. Таким образом, охлаждающийся или уже холодный сетчатый нагревательный диск снова войдет в контакт с высвобождающим носителем и будет обеспечена возможность перемещения восполняющей жидкости за счет капиллярных сил к сетчатому нагревательному диску, который при нажатии указанной кнопки снова может быть подвергнут вышеуказанным операциям и сможет осуществить испарение дополнительного материала для потребителя.
Согласно пятому варианту осуществления заявленного изобретения, высвобождающий носитель является таким же, что и описанный выше в отношении первого и второго вариантов осуществления, и нагреватель представляет собой сетчатый нагревательный диск, активируемый магнитным полем. В дополнение, для данного пятого варианта осуществления предложен магнит. Активация этого образующего аэрозоль устройства может обеспечиваться либо автоматически с помощью датчика воздушного потока или датчика затяжки, как описано выше, либо потребителем путем нажатия кнопки. В любом случае активация приведет к тому, что предпочтительно произойдет включение переменного электрического тока и, как следствие, магнитного поля, в результате чего будет приложено магнитное усилие к активируемому магнитным полем сетчатому нагревательному диску. В то же самое время, активация системы создаст эффект, состоящий в замыкании указанной электрической цепи, что не только активирует магнитное поле, но в то же самое время вызовет также и протекание электрического тока, что приведет к нагреву активируемого сетчатого нагревательного диска. Данное приложение магнитного усилия приведет к изгибу активируемого магнитным полем сетчатого нагревательного диска или к его по меньшей мере частичному смещению в направлении удаления от высвобождающего носителя, вследствие чего, как описано выше, будет обеспечена возможность испарения лишь того количества жидкости, которое находилось на активируемом магнитным полем сетчатом нагревательном диске. Как только потребитель завершит затяжку или перестанет нажимать указанную кнопку, указанная электрическая цепь будет разомкнута, и это означает, что произойдет охлаждение сетчатого нагревательного диска. В то же самое время будет деактивировано магнитное поле, и это означает, что будет прекращено приложение магнитного усилия к магнитному сетчатому нагревательному диску. Это, в свою очередь, означает, что охлаждающийся или уже холодный сетчатый нагревательный диск вернется к свой первоначальной форме и снова войдет в контакт с высвобождающим носителем. Таким образом, будет обеспечена возможность перемещения свежей жидкости за счет капиллярных сил из высвобождающего носителя к магнитному сетчатому нагревательному диску.
В данном пятом варианте осуществления магнитный сетчатый нагревательный диск может быть изготовлен из таких материалов, как волокна из нержавеющей стали, изготовленные из нержавеющих стальных сплавов серий 300 и 400 или из сплавов NiCr. Магнит может быть изготовлен из сплавов для постоянных магнитов на основе Fe, Cr, Co, Mo, V, Al, Ni.
Предпочтительный вариант осуществления заявленного изобретения представляет собой комбинацию вышеописанных предпочтительных признаков. Особо предпочтительный вариант осуществления заявленного изобретения представляет собой комбинацию вышеописанных более предпочтительных признаков.
Настоящее изобретение будет далее описано лишь на примерах со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан пример третьего варианта осуществления заявленного изобретения перед натяжением фитиля,
на фиг. 2 показан пример третьего варианта осуществления по фиг. 1 с натянутым фитилем,
на фиг. 3 показан еще один пример третьего варианта осуществления заявленного изобретения перед натяжением фитиля,
на фиг. 4 показан пример третьего варианта осуществления по фиг. 3 с натянутым фитилем, и
на фиг. 5 показан пример первого варианта осуществления заявленного изобретения во время затяжки.
На фиг. 1 показано образующее аэрозоль устройство 10, содержащее, в частности, фитиль 14, который закреплен на обоих его концах, например, с помощью зажимов 11. Фитиль 14 изготовлен из множества отдельных волокон, которые находятся в ослабленном или натянутом состоянии. На одном из двух концов фитиль 14 проходит через зажим 11 и соединен с резервуаром (не показан). Благодаря этому обеспечена возможность перемещения жидкости из резервуара внутрь фитиля 14 и через него за счет капиллярных сил. В дополнение, показана спиральная проволока 16, окружающая участок фитиля 14 и находящаяся в контакте с ним. Спиральная проволока 16 находится в физическом контакте с фитилем 14, и это означает, что жидкость из фитиля 14 будет мигрировать к поверхности спиральной проволоки 16. Кроме того, на фиг. 1 полказана также кнопка 12, которую может нажимать потребитель. На фиг. 1 эта кнопка 12 еще не нажата, так что усилие натяжения к фитилю 14 не приложено.
На фиг. 2 показан тот же самый вариант осуществления, который был описан со ссылкой на фиг. 1. Теперь кнопка 12 нажата потребителем. Часть кнопки 12, которая лежит точно на фитиле 14 по фиг. 1, теперь совершила боковое перемещение и увеличила длину зафиксированного фитиля 14, как показано на фиг. 2. В результате этого натяжения и увеличения длины при прохождении по окружности элемента 19, произошло уменьшение диаметра фитиля 14. Сравнение фиг. 1 и 2 показывает, что фитиль 14, изготовленный из волокнистого материала, находится в контакте с окружающей его спиральной проволокой 16, как показано на фиг. 1, однако после натяжения и уменьшения диаметра указанный контакт со спиральной проволокой 16 прерывается, как показано на фиг. 2. Одновременно с натяжением фитиля 14, спиральная проволока 16 соединяется с источником мощности (не показан), который будет нагревать проволоку 16 и испарять жидкость, находящуюся на поверхности проволоки 16. Поскольку в результате натяжения фитиль 14 и спиральная проволока 16 больше не находятся в контакте друг с другом, будет испаряться лишь то количество жидкости, которое находится на поверхности проволоки 16, и не будет испаряться жидкость, которая заключена внутри фитиля 14 и в областях фитиля 14, находящихся в контакте с проволокой 16 при ослабленном состоянии фитиля 14 согласно фиг. 1. Когда показанное на фиг. 2 нажатие потребителем кнопки 12 будет прекращено, фитиль 14 вернется в свое первоначальное положение, показанное на фиг. 1.
На фиг. 3 и 4 показано несколько другое образующее аэрозоль устройство 10 и несколько другой способ натяжения фитиля 14 по сравнению с тем, что показано на фиг. 1 и 2. На фиг. 3 тоже показан фитиль 14 в ослабленном состоянии, находящийся в контакте с окружающей спиральной проволокой 16. Однако в варианте по фиг. 1 оба конца зафиксированы, а в варианте по фиг. 3 один из двух концов фитиля 14 соединен с участком 13 кнопки 12. Нажатие кнопки 12 потребителем приведет к вытягиванию или повороту удлиненного участка кнопки 12 вдоль оси, перпендикулярной продольной оси фитиля 14. На фиг. 4 можно видеть, что благодаря указанному, вытягиванию или повороту, фитиль 14 намотался на удлиненный участок кнопки 12. Это приводит к натяжению фитиля 14, вследствие этого ― к уменьшению диаметра фитиля 14, и в итоге ― к прерыванию контакта между фитилем 14 и окружающей спиральной проволокой 16.
На фиг. 5 показан пример первого варианта осуществления заявленного изобретения во время затяжки. На фиг. 5 показан жидкостной резервуар 22, который соединен через диффузионный носитель 24 с капиллярным фитильным диском 26. На фиг. 5 показан сетчатый нагревательный диск 30 во время затяжки, осуществляемой пользователем. Можно видеть, что произошла деформация сетчатого нагревательного диска 30 при нагреве, так что между капиллярным фитильным диском 26, образующим высвобождающий носитель, и сетчатым нагревательным диском 30, образующим нагреватель, образовался зазор 28. Поскольку на фиг. 5 показан вариант осуществления во время затяжки, с нагретым и деформированным сетчатым нагревательным диском 30, происходит испарение жидкости на сетчатом нагревательном диске 30, как показано стрелками 32. Воздушный поток по фиг. 5 поступает снизу вверх и проходит с обеих сторон образующего аэрозоль устройства 10, как показано полыми стрелками 34 на фиг. 5. Это означает, что образующийся пар, захватываемый воздушным потоком 34, охлаждается внутри воздушного потока с образованием аэрозоля, который будет перемещен ко рту потребителя.