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

Настоящее изобретение относится к системам с индукционным нагревом, генерирующим аэрозоль и содержащим источник никотина для генерирования аэрозоля, содержащего никотин. Настоящее изобретение относится также к генерирующему аэрозоль изделию, содержащему источник никотина, для использования в такой генерирующей аэрозоль системе.
Известны устройства для доставки никотина пользователю, содержащие источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку. Различия в давлениях паров веществ, используемых в этих системах, например никотина и пировиноградной кислоты, могут потребовать отдельного нагрева различных веществ с целью достижения эффективной стехиометрии реакции. Однако это способно повысить сложность устройства.
Таким образом, необходима генерирующая аэрозоль система, содержащая источник никотина, имеющий простой нагревательный механизм. В частности, необходимы такие генерирующая аэрозоль система и генерирующее аэрозоль устройство, используемое в такой системе, которые обеспечивали бы возможность эффективного нагрева.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система. Генерирующая аэрозоль система содержит источник никотина, источник второго вещества и токоприемник для нагрева источника никотина и источника второго вещества. Предпочтительно, токоприемник представляет собой единственный токоприемник. Генерирующая аэрозоль система дополнительно содержит источник питания, соединенный с нагрузочной схемой. Нагрузочная схема содержит индуктор для индуктивной связи с токоприемником, предпочтительно ― с единственным токоприемником.
Использование одного токоприемника для нагрева источника никотина и источника второго вещества упрощает конструкцию и изготовление генерирующей аэрозоль системы. Использование одного токоприемника для нагрева обеих веществ обеспечивает также возможность упрощения работы системы. В системе согласно настоящему изобретению требуется размещение и функционирование лишь одного токоприемника. Путем управления нагревом лишь одного токоприемника, например посредством регулирования температуры указанного одного токоприемника, обеспечивается возможность регулирования эффективности испарения двух веществ и, посредством этого, регулирование стехиометрии реакции.
Предпочтительно, индуктор, содержащийся в нагрузочной схеме генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению, представляет собой единственную катушку индуктивности. Таким образом дополнительно обеспечивается возможность достижения простой конструкции устройства и электронной схемы устройства, а также простого функционирования системы. С помощью единственного индуктора обеспечивается возможность нагрева токоприемника в одном режиме работы индуктора. Возможность нагрева двух веществ обеспечена, благодаря применению одного токоприемника, предназначенного для обоих источников. В дополнение, обеспечивается возможность адаптации генерирующих аэрозоль устройств для использования с картриджами, заключающими в себе никотин, для индукционного нагрева. Такое устройство может быть оснащено, например, электронной схемой и нагрузочной схемой, содержащей индуктор. В результате обеспечивается возможность изготовления таких устройств, которые потребляют меньше мощности, чем устройства, нагреваемые обычным образом, например устройства, содержащие нагревательные лезвия, и которые обеспечивают все преимущества бесконтактного нагрева (например, в них отсутствуют ломкие нагревательные лезвия, электронная схема отделена от нагревательного элемента и генерирующих аэрозоль веществ и облегчена очистка устройства). Поскольку токоприемник, как правило, представляет собой элемент одноразовой части системы, загрязнение или очистка токоприемника как нагревательного элемента не является проблемой в системе согласно настоящему изобретению.
Предпочтительно, токоприемник выполнен с возможностью нагрева источника никотина и источника второго вещества до по существу одинаковой температуры.
В контексте данного документа выражение «по существу одинаковая температура» означает, что разность температур источника никотина и источника второго вещества, измеренная в соответствующих местах относительно токоприемника, составляет менее чем 3 градуса по Цельсию. Предпочтительно токоприемник выполнен с возможностью нагрева источника никотина и источника второго вещества до одинаковой температуры.
Тем не менее, токоприемник может также быть выполнен с возможностью нагрева источника никотина и источника второго вещества до различных температур. Это может достигнуто, например, путем изменения размера поверхности контакта токоприемника с источником никотина и с источником второго вещества. Например, если источник никотина должен быть нагрет до более высокой температуры, чем источник второго вещества (или наоборот), то размер поверхности контакта между токоприемником и источником никотина может быть больше, чем размер поверхности контакта между токоприемником и источником второго вещества (или наоборот). Изменение размеров поверхности контакта может быть осуществлено с помощью различных средств. Например, оно может быть осуществлено путем селективного нанесения теплоизоляционного материала на одну сторону токоприемника или посредством специальной конструкции отделения, в котором размещен источник, как будет дополнительно описано ниже.
Токоприемник может находиться в непосредственном контакте, предпочтительно в непосредственном физическом контакте, с источником никотина и/или с источником второго вещества. Предпочтительно, токоприемник находится в непосредственном контакте, предпочтительно ― в непосредственном физическом контакте как с источником никотина, так и с источником второго вещества.
Непосредственный контакт, в частности непосредственный физический контакт, обеспечивает возможность снижения или полного исключения тепловых потерь между нагревательным элементом и нагреваемым источником. Таким образом, непосредственный контакт обеспечивает возможность весьма эффективного нагрева источников.
В контексте данного документа термин «токоприемник» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. Когда токоприемник помещен в переменное электромагнитное поле, в нем обычно наводятся вихревые токи и происходят потери на гистерезис, что приводит к нагреву токоприемника. Поскольку токоприемник расположен по меньшей мере в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к источнику никотина или к второму источнику вещества, соответствующие источники нагреваются соответствующим токоприемником таким образом, что образуется пар. Предпочтительно, токоприемник расположен в непосредственном физическом контакте с соответствующими источниками.
Токоприемник может быть образован из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для испарения никотина и второго вещества. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать или состоять из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, и феррита. Подходящий токоприемник может содержать алюминий. Токоприемник предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно ― более чем 20%, предпочтительно ― более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 50 градусов по Цельсию. При использовании с системой согласно настоящему изобретению, токоприемники могут быть нагреты до температур в следующих предпочтительных диапазонах: от 30 до 150 градусов по Цельсию, от 35 до 140 градусов по Цельсию, от 45 до 130 градусов по Цельсию, от 65 до 120 градусов по Цельсию и от 80 до 110 градусов по Цельсию. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например с металлическими дорожками, образованными на поверхности керамического сердечника. Токоприемник может иметь защитный внешний слой, например защитный керамический слой или защитный стеклянный слой, охватывающий токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла поверх сердечника, выполненного из материала токоприемника.
Токоприемник может представлять собой металлический удлиненный материал.
Если профиль токоприемника имеет постоянное поперечное сечение, например круглое поперечное сечение, его предпочтительная ширина или диаметр составляет от примерно 1 миллиметра до примерно 5 миллиметров. Если профиль токоприемника имеет форму листа или ленты, этот лист или лента предпочтительно имеет прямоугольную форму с шириной предпочтительно от примерно 2 миллиметров до примерно 8 миллиметров, более предпочтительно ― от примерно 3 миллиметров до примерно 5 миллиметров, например 4 миллиметра, и толщиной предпочтительно от примерно 0,03 миллиметра до примерно 0,15 миллиметра, более предпочтительно ― от примерно 0,05 миллиметра до примерно 0,09 миллиметра, например примерно 0,07 миллиметра.
В качестве общего правила, всякий раз, когда термин «примерно» используется в сочетании с конкретным значением по всей данной заявке, следует понимать, что значение, следующее за термином «примерно», не обязательно должно представлять собой точное значение по техническим соображениям. Тем не менее, термин «примерно», используемый в сочетании с конкретным значением, всегда должен пониматься как включающий в себя и однозначным образом выражающий конкретное значение, следующее за термином «примерно».
Источник никотина может содержать одно или более из следующего: никотин, никотиновое основание, никотиновая соль, такая как никотин-HCl, никотин-битартрат или никотин-дитартрат, или дериват никотина. Источник никотина может содержать натуральный никотин или синтетический никотин. Источник никотина может содержать чистый никотин, раствор никотина в водном или неводном растворителе или жидкий табачный экстракт.
Источник никотина может дополнительно содержать образующее электролит соединение. Образующее электролит соединение может быть выбрано из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, солей щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов и их комбинаций. Например, источник никотина может содержать образующее электролит соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, оксида лития, оксида бария, хлорида калия, хлорида натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, сульфата аммония и их сочетания.
Источник никотина может содержать водный раствор никотина, никотиновое основание, никотиновую соль или производное никотина и соединение, образующее электролит.
Источник никотина может дополнительно содержать другие компоненты, включая, но без ограничения, натуральные ароматизаторы, искусственные ароматизаторы и антиоксиданты.
Источник никотина может содержать сорбционный элемент и никотин, сорбированный на сорбционном элементе. Предпочтительно, токоприемник находится в физическом контакте с сорбционным элементом источника никотина. Токоприемник может быть по меньшей мере частично встроен в сорбционный элемент источника никотина.
Сорбционный элемент может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, сорбционный элемент может содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлоза, керамика, нержавеющая сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX.
Сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент, содержащий один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из пористых пластмассовых материалов, пористых полимерных волокон и пористых стеклянных волокон.
Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению к никотину.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размеры и форму.
Сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую заглушку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую заглушку.
Сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую полую трубку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую полую трубу.
Размер, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность сорбции требуемого количества никотина на этом сорбционном элементе.
Сорбционный элемент предпочтительно действует как резервуар для никотина.
Второе вещество представляет собой соединение для улучшения доставки или вещество для реакции с парами никотина. Пары никотина реагируют с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля. Образующийся аэрозоль доставляется к расположенному дальше по ходу потока концу генерирующего аэрозоль изделия и далее ― пользователю.
Соединение для улучшения доставки может представлять собой кислоту. Соединение для улучшения доставки может представлять собой кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, 2-оксопропановой кислоты (молочной кислоты) и их комбинаций. Предпочтительно, соединение для улучшения доставки представляет собой молочную кислоту.
Источник второго вещества, представляющий собой, например, источник молочной кислоты, может содержать сорбционный элемент и второе вещество, например молочную кислоту, сорбированную на сорбционном элементе. Предпочтительно, токоприемник находится в физическом контакте с сорбционным элементом второго вещества. Токоприемник может быть по меньшей мере частично встроен в сорбционный элемент второго вещества.
Сорбционный элемент может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов, например из тех, которые перечислены выше.
Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению ко второму веществу.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размеры и форму.
Сорбционный элемент для второго вещества может иметь такие же форму, материал и размеры, что и описанные выше в отношении сорбционного элемента для никотина. В частности, два сорбционных элемента могут быть идентичны.
Размер, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность сорбции требуемого количества второго вещества на данном сорбционном элементе.
Сорбционный элемент предпочтительно действует как резервуар для второго вещества.
Предпочтительно, источник второго вещества представляет собой источник молочной кислоты, и аэрозоль, образующийся в генерирующей аэрозоль системе, содержит соляные частицы никотина лактата.
Давления паров молочной кислоты и никотина как функция температуры являются сходными. Благодаря включению этих двух реагентов, имеющих сходную летучесть, в генерирующую аэрозоль систему и генерирующее аэрозоль изделие согласно настоящему изобретению, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности достижения эффективной стехиометрии реакции путем нагрева источника никотина и источника молочной кислоты до по существу одинаковой температуры с использованием одного токоприемника. Как дополнительно описано и проиллюстрировано ниже, таким образом обеспечивается возможность хранения и нагрева источника никотина и источника молочной кислоты в двух отделениях в одном компоненте внутри генерирующей аэрозоль системы и генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в снижении сложности и стоимости изготовления генерирующей аэрозоль системы и генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению.
Благодаря нагреву источника никотина и источника молочной кислоты до температуры, превышающей температуру окружающей среды, с использованием одного токоприемника, обеспечена возможность регулирования количества паров никотина и паров молочной кислоты, высвобождающихся из источника никотина и источника молочной кислоты соответственно. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности пропорционального регулирования и поддержания равновесия концентраций паров никотина и молочной кислоты для достижения эффективной стехиометрии реакции. В результате обеспечивается преимущество, состоящее в улучшении эффективность образования аэрозоля и стабильности доставки никотина пользователю. Кроме того, таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в снижении риска нежелательной доставки пользователю избыточного реагента, т.е. непрореагировавших паров никотина или непрореагировавших паров молочной кислоты.
Генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению содержит ближний конец, через который при использовании аэрозоль выходит из генерирующей аэрозоль системы для доставки пользователю. Ближний конец может также именоваться подносимым ко рту концом. При использовании пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце генерирующей аэрозоль системы. Генерирующая аэрозоль система предпочтительно содержит дальний конец, противоположный ближнему концу.
Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце генерирующей аэрозоль системы, воздух втягивается в генерирующую аэрозоль систему, проходит через генерирующую аэрозоль систему и выходит из генерирующей аэрозоль системы на ближнем конце. Компоненты или части компонентов генерирующей аэрозоль системы могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока или расположенные дальше по ходу потока относительно друг друга, на основе их относительных положений между ближним концом и дальним концом генерирующей аэрозоль системы.
В данном контексте термины «раньше по ходу потока», «дальше по ходу потока», «ближний» и «дальний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов генерирующей аэрозоль система и генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению.
Генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению может содержат генерирующее аэрозоль изделие. Как правило, генерирующее аэрозоль изделие вставляют в полость индукционного нагревательного устройства таким образом, чтобы была обеспечена возможность образования тепла в токоприемнике посредством соответствующего индуктора электронной схемы источника питания, размещенного в индукционном нагревательном устройстве. Генерирующее аэрозоль изделие, содержащееся в генерирующей аэрозоль системе, может быть таким, как описано выше.
Согласно одному аспекту, настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль изделию.
Генерирующее аэрозоль изделие содержит картридж, содержащий первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник второго вещества. Токоприемник расположен между первым отделением и вторым отделением.
Используемый в данном документе термин «первое отделение» используется для описания одной или более камер или емкостей внутри генерирующего аэрозоль изделия, содержащих источник никотина.
Используемый в данном документе термин «второе отделение» используется для описания одной или более камер или емкостей внутри генерирующего аэрозоль изделия, содержащих источник второго вещества.
Первое отделение и второе отделение могут примыкать друг к другу. В качестве альтернативы, первое отделение и второе отделение могут быть расположены на удалении друг от друга.
При использовании, пары никотина обычно высвобождаются из источника никотина в первом отделении, и пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении. Пары никотина вступают в реакцию с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю. Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению дополнительно содержит реакционную камеру, расположенную дальше по ходу потока относительно первого отделения и второго отделения и выполненную с возможностью облегчения реакции между парами никотина и парами второго вещества. Генерирующее аэрозоль изделие может содержать реакционную камеру. В случае, если генерирующее аэрозоль устройство содержит корпус устройства и мундштучную часть, эта мундштучная часть генерирующего аэрозоль устройства может содержать реакционную камеру.
Как дополнительно описано ниже, первое отделение и второе отделение могут быть расположены последовательно или параллельно внутри генерирующего аэрозоль изделия. Предпочтительно, первое отделение и второе отделение расположены параллельно внутри картриджа.
Термин «последовательно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри генерирующего аэрозоль изделия таким образом, что при использовании воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, сначала проходит через одно из отделений ― первое отделение или второе отделение ― и затем проходит через другое из этих двух отделений. Пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении в воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, и пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении в воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие. Пары никотина вступают в реакцию с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю.
В контексте данного документа термин «параллельно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри генерирующего аэрозоль изделия таким образом, что при использовании первый воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, проходит через первое отделение, а второй воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, проходит через второе отделение. Пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении в первый воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие, и пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении во второй воздушный поток, втягиваемый через генерирующее аэрозоль изделие. Пары никотина в первом воздушном потоке вступают в реакцию с парами второго вещества во втором воздушном потоке в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю.
Картридж может дополнительно содержать третье отделение, предпочтительно содержащее источник агента для модификации аэрозоля. Первое отделение, второе отделение и третье отделение предпочтительно расположены параллельно внутри картриджа.
В случае, если генерирующее аэрозоль изделие содержит третье отделение, это третье отделение может содержать один или более агентов для модификации аэрозоля. Например, третье отделение может содержать один или более сорбентов, таких как активированный уголь, один или более ароматизаторов, таких как ментол, или их комбинацию. Третье отделение может также содержать дополнительный источник никотина. Предпочтительно, источник агента для модификации аэрозоля в третьем отделении нагревается с помощью токоприемника. Предпочтительно, токоприемник находится в непосредственном контакте, предпочтительно ― в непосредственном физическом контакте с источником агента для модификации аэрозоля. Токоприемник может находиться в непосредственном контакте с сорбционным элементом, расположенным в третьем отделении.
Картридж генерирующего аэрозоль изделия может иметь любую подходящую форму. Предпочтительно, картридж может быть по существу цилиндрическим. Первое отделение, второе отделение и, при его наличии, третье отделение предпочтительно проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа.
Одна или обе противоположных по существу плоских торцевых поверхности картриджа могут быть герметизированы посредством одной или более ломких или съемных перегородок.
Первое отделение, содержащее источник никотина, и/или второе отделение, содержащее источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одной или более ломких перегородок. Указанные одна или более ломких перегородок могут быть образованы из любого подходящего материала. Например, указанные одна или более ломких перегородок могут быть образованы из металлической фольги или пленки.
Предпочтительно, ломкая перегородка образована из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного материала или парамагнитного материала. В частности, ломкая перегородка может содержать менее чем 20 процентов, в частности менее чем 10 процентов или менее чем 5 процентов или менее чем 2 процента ферромагнитного или парамагнитного материала.
Генерирующее аэрозоль устройство предпочтительно дополнительно содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью разрушения указанных одной или более ломких перегородок, герметизирующих первое отделение и/или второе отделение. Первое отделение, содержащее источник никотина, и/или второе отделение, содержащее источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одной или более съемных перегородок. Например, первое отделение, содержащее источник никотина, и/или второе отделение, содержащее источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одного или более отрывных уплотнений.
Указанные одна или более съемных перегородок могут быть образованы из любого подходящего материала. Например, указанные одна или более съемных перегородок могут быть образованы из металлической фольги или пленки.
Картридж может иметь любой подходящий размер. Картридж может иметь длину, например, от примерно 5 мм до примерно 30 мм. В некоторых вариантах осуществления картридж может иметь длину примерно 20 мм. Картридж может иметь диаметр, например, от примерно 4 мм до примерно 10 мм. В некоторых вариантах осуществления картридж может иметь диаметр примерно 7 мм. В контексте данного документа термин «длина» означает максимальный продольный размер между дальним концом и ближним концом компонентов или частей компонентов генерирующей аэрозоль системы.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль изделие для использования в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению. Генерирующее аэрозоль изделие содержит картридж. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник второго вещества. Первый токоприемник расположен между первым отделением и вторым отделением.
Преимущества и аспекты генерирующего аэрозоль изделия уже были описаны в отношении генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению и повторно описываться не будут.
Картридж содержит разделительную стенку, которая отделяет первое отделение от второго отделения. Разделительная стенка может быть по меньшей мере частично образована токоприемником. Разделительная стенка может быть полностью образована токоприемником.
Остальные участки разделительной стенки, не образованные токоприемником, могут содержать или могут быть изготовлены из теплопроводного или теплоизоляционного материала. Предпочтительно, такие участки разделительной стенки изготовлены из теплопроводного материала.
Теплопроводность представляет собой способность материала проводить тепло. Передача тепла происходит с более низкой скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью. Теплопроводность материала может зависеть от температуры.
Теплопроводные материалы, используемые в настоящем изобретении, в частности, для разделительных стенок или дополнительных материалов картриджа, предпочтительно имеют теплопроводность более чем 10 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно ― более чем 100 Ватт на (метр х Кельвин), например от 10 до 500 Ватт на (метр х Кельвин).
Подходящие теплопроводные материалы включают в себя, но без ограничения, металлы, например такие, как алюминий, хром, медь, золото, железо, никель и серебро, сплавы, такие как латунь и сталь, и их комбинации.
Теплопроводный материал способствует передаче и распределению тепла между указанными двумя отделениями и обеспечивает возможность поддержания однородного распределения температуры в указанных двух отделениях.
Токоприемник может представлять собой удлиненный токоприемник, предпочтительно ― в форме токоприемной полоски.
Разделительная стенка или токоприемник, соответственно, могут быть расположены на оси симметрии картриджа. Токоприемник может лежать в плоскости симметрии картриджа или образовывать ее. В таких вариантах осуществления первое отделение и второе отделение идентичны по размерам и форме.
Картридж или части картриджа могут быть образованы из одного или более подходящих материалов. Подходящие материалы включают в себя, но без ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы и виниловые смолы.
Предпочтительно, картридж образован из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного или парамагнитного материала. В частности, картридж может содержать менее чем 20 процентов, в частности менее чем 10 процентов или менее чем 5 процентов или менее чем 2 процента ферромагнитного или парамагнитного материала.
Картридж может быть образован из одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину и стойкими ко второму веществу, например стойкими к молочной кислоте.
Первое отделение, содержащее источник никотина, может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к никотину, и второе отделение, содержащее второе вещество, может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к второму веществу, например стойкими к молочной кислоте.
Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к молочной кислоте, включают в себя, но без ограничения, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.
Благодаря применению одного или более материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к второму веществу, для образования картриджа или покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения соответственно, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности увеличения срока службы генерирующего аэрозоль изделия.
Внешняя стенка картриджа может содержать теплопроводный или теплоизоляционный материал. Теплопроводный материал обеспечивает возможность поддержания однородного распределения тепла в отделении. С другой стороны, внешняя стенка картриджа, изготовленная из теплоизоляционного материала, может быть полезна с точки зрения энергопотребления системы. Она может быть также полезна с точки зрения более удобного манипулирования такой системой. Благодаря теплоизоляции, тепло, генерируемое в картридже, сохраняется в картридже. Благодаря теплоизоляции, обеспечивается возможность снижения или недопущения потерь тепла в окружающую среду. В дополнение, обеспечивается возможность ограничения или недопущения нагрева корпуса генерирующего аэрозоль устройства.
Если внешняя стенка картриджа образована из одного или более теплоизоляционных материалов, внутренняя поверхность первого отделения и второго отделения может быть покрыта одним или более теплопроводными материалами для улучшения распределения тепла в соответствующих отделениях.
Благодаря применению одного или более теплопроводных материалов для покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения, обеспечивается преимущество, состоящее в повышении теплопередачи от токоприемника на источник никотина и источник второго вещества.
Теплоизоляционные материалы, используемые в настоящем изобретении, в частности, в качестве материалов картриджа, предпочтительно имеют теплопроводность менее чем 1 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно ― менее чем 0,1 Ватта на (метр х Кельвин), например от 1 до 0,01 Ватта на (метр х Кельвин).
Картриджи для использования в генерирующих аэрозоль системах согласно настоящему изобретению и в генерирующих аэрозоль изделиях согласно настоящему изобретению могут быть образованы любым подходящим способом. Подходящие способы включают в себя, но без ограничения, глубокую вытяжку, литье под давлением, вспучивание, дутьевое формование и экструзию.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать мундштук. Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может иметь низкую эффективность фильтрации частиц или очень низкую эффективность фильтрации частиц. Мундштук может содержать полую трубку. Мундштук генерирующего аэрозоль изделия или генерирующего аэрозоль устройства может содержать реакционную камеру.
На фиг. 1 показан вид в перспективе картриджа с двумя отделениями и с размещенной в окружном направлении обмоткой катушки индуктивности;
на фиг. 2 показано продольное сечение картриджа по фиг. 1;
на фиг. 3 показано поперечное сечение картриджа по фиг. 1;
на фиг. 4 схематично показано генерирующее аэрозоль устройство для использования в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению.
На фиг. 5 показан вид в перспективе картриджа с тремя отделениями и с размещенной в окружном направлении обмоткой катушки индуктивности;
на фиг. 6 показано продольное сечение картриджа по фиг. 5;
на фиг. 7 показано поперечное сечение картриджа по фиг. 5;
на фигурах с фиг. 1 по фиг. 3показан картридж с трубчатым корпусом 1. Корпус 1 разделен посредством токоприемника 22 и двух разделительных стенок 18 на две камеры 11, 12 полукруглого поперечного сечения, расположенных с обеих сторон от токоприемника 2 и двух разделительных стенок 18. Камеры 11, 12 проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа. Одна из двух камер образует первое отделение 11, содержащее источник никотина. Другая из двух камер образует второе отделение 12, содержащее источник второго вещества, например источник молочной кислоты.
Источник никотина может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированным на нем никотином, расположенный в камере, образующей первое отделение 11. Источник второго вещества может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированной на нем молочной кислотой, расположенный в камере, образующей второе отделение 12.
Токоприемник 2 и две разделительных стенки 18 расположены в продольном направлении внутри картриджа и проходят параллельно главной оси 15 картриджа. Токоприемник 2 расположен симметрично между двумя разделительными стенками 18.
Токоприемник 2 выполнен в форме токоприемной полоски, например металлической полоски. Указанная полоска расположена симметрично между первым и вторым отделениями 11, 12. Разделительные стенки 18 расположены в плоскости, образованной большой стороной токоприемной полоски.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-3, токоприемник 2 имеет длину, которая соответствует длине картриджа, как лучше всего видно на фиг. 2.
Разделительные стенки 18 и трубчатый корпус 1 могут быть изготовлены из теплопроводного или теплоизоляционного материала. Предпочтительно, разделительные стенки 18 и трубчатый корпус изготовлены из теплоизоляционных полимерных материалов. Корпус 1 и разделительная стенка 10 могут быть образованы как единое целое, например, методом литья.
Картридж окружен индуктором в виде одной катушки 3 индуктивности для генерирования тепла в токоприемнике 2, расположенном между первым и вторым отделениями 11, 12.
Предпочтительно, катушка 3 индуктивности представляет собой часть генерирующего аэрозоль устройства. Картридж или токоприемники 2 картриджа, соответственно, размещаются вблизи катушки 3 в результате вставления картриджа в полость устройства, выполненную для приема картриджа.
Схематичный вид в продольном сечении генерирующего аэрозоль устройства 6 с электрическим управлением показан на фиг. 4. Генерирующее аэрозоль устройство 6 содержит индуктор 61, например катушку 3 индуктивности. Индуктор 61 размещен смежно с дальним участком 630 камеры 63 для приема картриджа в генерирующем аэрозоль устройстве 6. При использовании пользователь вставляет генерирующее аэрозоль изделие, содержащее картридж, например, как показано на фигурах с фиг. 1 по фиг. 3, внутрь камеры 630 для приема картриджа в генерирующем аэрозоль устройстве 6 таким образом, чтобы токоприемник 2 в картридже генерирующего аэрозоль изделия был расположен смежно с индуктором 61.
Генерирующее аэрозоль устройство 6 содержит батарею 64 и электронную схему 65, которая обеспечивает возможность активации индуктора 61. Такая активация осуществляться вручную или она может происходить автоматически в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем на генерирующем аэрозоль изделии, вставленном в камеру 63 для размещения картриджа в генерирующем аэрозоль устройстве 6.
При активации высокочастотный переменный ток протекает через витки провода, которые образуют часть индуктора 61. Это приводит к генерированию индуктором 61 пульсирующего электромагнитного поля внутри дальнего участка 630 камеры 63 для размещения картриджа в устройстве. Когда генерирующее аэрозоль изделие правильно расположено в камере 63 для размещения картриджа, токоприемник изделия располагается внутри указанного пульсирующего электромагнитного поля. Под действием пульсирующего электромагнитного поля создаются вихревые токи и/или потери на гистерезис внутри токоприемника 2, который в результате этого нагревается. Нагретый токоприемник нагревает источник никотина и источник второго вещества в генерирующем аэрозоль изделии до температуры, достаточной для образования аэрозоля.
Аэрозоль, образующийся в результате нагрева двух указанных источников, втягивается в направлении хода потока через генерирующее аэрозоль изделие, например, в направлении мундштука и через него, и обеспечивается возможность его вдыхания пользователем.
На фигурах с фиг. 5 по фиг. 7показан картридж с трубчатым корпусом 1, имеющим три отделения. Для одинаковых или сходных элементов используются одинаковые ссылочные номера.
Корпус 1 разделен посредством токоприемника 2 и двух разделительных стенок 18 на две половины полукруглого поперечного сечения, расположенные с обеих сторон токоприемника 2 и двух разделительных стенок 18. Первая половина соответствует первой камере 11. Вторая половина дополнительно разделена посредством дополнительной разделительной стенки 100 на две камеры 12, 13, имеющие в поперечном сечении форму четверти круга.
Камеры 11, 12, 13 проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа. Одна из трех указанных камер образует первое отделение 11, содержащее источник никотина. Вторая из трех указанных камер образует второе отделение 12, содержащее источник второго вещества, например источник молочной кислоты. Третья из трех указанных камер образует третье отделение 13, содержащее источник третьего вещества, например источник агента для модификации аэрозоля, такой как источник активированного угля.
Источник третьего вещества также может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированным на нем агентом для модификации аэрозоля, размещенный внутри камеры, образующей третье отделение 13.
Токоприемник 2, две разделительных стенки 18 и дополнительная разделительная стенка 100 расположены в продольном направлении внутри картриджа и проходят параллельно главной оси 15 картриджа.
Дополнительная разделительная стенка 100 расположена перпендикулярно токоприемнику 2.
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 5-7, токоприемник 2 имеет длину, которая соответствует длине картриджа, как лучше всего видно на фиг. 6 (где показано поперечное сечение картриджа вдоль дополнительной разделительной стенки 100).
Дополнительная разделительная стенка 100 может быть изготовлена из теплопроводного или теплоизоляционного материала. Например, дополнительная разделительная стенка 100 может быть изготовлена из теплоизоляционных полимерных материалов. Корпус 1, разделительные стенки 18 и дополнительная разделительная стенка 100 могут быть образованы как единое целое, например, методом литья.