МИКРОТЕКСТУРИРОВАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ПЕРЕНОСА ЖИДКОСТИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ
MICROTEXTURED ELEMENT FOR LIQUID TRANSFER FOR AEROSOL DELIVERY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как электронные сигареты, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, содержащим испаритель. Испаритель может быть выполнен с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля, которая может быть выполнена или получена из табака либо иным образом содержать табак, с образованием пригодного для вдыхания вещества для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные альтернативные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего материала либо в попытке создания ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в существенной степени. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники, изложенные в уровне техники, как описано в патенте США № 8881737 под авторством Collett и др., публикациях заявок на патент США № 2013/0255702 под авторством Griffith Jr. и др., № 2014/0000638 под авторством Sebastian и др., № 2014/0096781 под авторством Sears и др., № 2014/0096782 под авторством Ampolini и др. и № 2015/0059780 под авторством Davis и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также, см., например, различные варианты реализации продуктов и конструкций для нагрева, описанные в разделах «Уровень техники» в патентах США № 5388594 под авторством Counts и др. и № 8079371 под авторством Robinson и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0003] Множество продуктов, называемых электронными сигаретами, содержат испаритель с конструкцией «фитиль/катушка», которая содержит электрическую резистивную нагревательную проволоку, намотанную вокруг волокнистого впитывающего материала. Такая конструкция имеет несколько потенциальных недостатков, включающих неэффективность нагрева, неравномерное впитывание жидких компонентов, неравномерный нагрев или испарение жидких компонентов, наличие отводов тепла и неоптимальную аэродинамику. Кроме того, конструкция фитиля/катушки может привести к пиролизу и/или осаждению обуглившегося вещества на границе раздела фитиля и катушки. Некоторые из этих потенциальных недостатков могут со временем вызвать негативное сенсорное воздействие, которое может ограничить продолжительность работы устройства до того, как потребуется замена испарителя.
[0004] В данной области техники существует необходимость в новых конструкциях испарителя, которые могут улучшить одну или более характеристик устройства доставки аэрозоля, таких как равномерность нагрева или испарения, эффективность нагрева, уменьшение обугливания/пиролиза и тому подобное.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Раскрытие настоящего изобретения относится к испарителю для устройств доставки аэрозоля, выполненных с возможностью выработки аэрозоля, которые в некоторых вариантах реализаций могут быть названы электронными сигаретами. Согласно одному аспекту предложено устройство доставки аэрозоля, которое содержит резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля, и испаритель, содержащий электрический резистивный нагревательный элемент и неволокнистый элемент для переноса жидкости (который необязательно имеет пластинчатую форму), имеющий микротекстурированную поверхность, выполненную с возможностью поверхностного впитывания жидкой композиции предшественника аэрозоля по указанной микротекстурированной поверхности, причем микротекстурированная поверхность элемента для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и электрическим резистивным нагревательным элементом. Использование микротекстурированной твердой поверхности обеспечивает поверхностное впитывание композиции предшественника аэрозоля из первой части элемента для переноса жидкости в зону нагрева вблизи нагревательного элемента.
[0006] В определенных вариантах реализации электрический резистивный нагревательный элемент представляет собой пленку (например, проводящие чернила), нанесенную в виде шаблона на микротекстурированную поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости. Пленка, нанесенная в виде шаблона на микротекстурированную поверхность, может содержать один или более прямых или криволинейных элементов, проходящих от первого конца ко второму концу. Также может быть включен защитный слой, расположенный поверх электрического резистивного нагревательного элемента, таким образом, что жидкая композиция предшественника аэрозоля, переносимая по микротекстурированной поверхности, напрямую не контактирует с электрическим резистивным нагревательным элементом.
[0007] В определенных вариантах реализации пленка, нанесенная в виде шаблона на микротекстурированную поверхность, проходит от первого конца ко второму концу, а устройство дополнительно содержит отверстие в неволокнистом элементе для переноса жидкости вблизи каждого из таких концов, как первый конец и второй конец, и дополнительно содержит положительный электрический вывод, взаимодействующий с первым концом пленки через отверстие, и отрицательный электрический вывод, взаимодействующий со вторым концом пленки через отверстие, таким образом, что обеспечена возможность прохождения электрического тока от вывода к выводу.
[0008] В определенных вариантах реализации устройство также содержит вторичный элемент для переноса жидкости (например, волокнистый материал или керамический материал), расположенный в пути потока между резервуаром и неволокнистым элементом для переноса жидкости, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и по меньшей мере с частью неволокнистого элемента для переноса жидкости. В таких вариантах реализации микротекстурированная поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости может содержать зону нагрева, которая содержит электрический резистивный нагревательный элемент, и вторую зону, расположенную на расстоянии от электрического резистивного нагревательного элемента, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде по меньшей мере с частью второй зоны таким образом, что из вторичного элемента для переноса жидкости во вторую зону и из второй зоны в зону нагрева по микротекстурированной поверхности установлен путь потока для жидкой композиции предшественника аэрозоля. Например, если неволокнистый элемент для переноса жидкости имеет пластинчатую форму с периферийным краем, окружающим центральную область, вторая зона, как правило, расположена вблизи периферийного края, а зона нагрева содержит по меньшей мере часть центральной области. В качестве альтернативы, вторичный элемент для переноса жидкости может сообщаться по текучей среде со всеми зонами из второй зоны и зоны нагрева или с их частями.
[0009] Вторичный элемент для переноса жидкости может, например, располагаться поверх по меньшей мере части микротекстурированной поверхности. В определенных вариантах реализации вторичный элемент для переноса жидкости может располагаться поверх по существу всей микротекстурированной поверхности. Кроме того, устройство может содержать по меньшей мере одно отверстие, проходящее через неволокнистый элемент для переноса жидкости, причем по меньшей мере часть вторичного элемента для переноса жидкости проходит через указанное по меньшей мере одно отверстие.
[0010] Резервуар и испаритель могут быть, например, размещены в картридже, выполненном с возможностью прикрепления к управляющему корпусу, причем управляющий корпус содержит источник электроэнергии, выполненный с возможностью подачи электрического тока к электрическому резистивному нагревательному элементу. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может дополнительно содержать одно или более из следующего: (a) источник электроэнергии, выполненный с возможностью подачи электрического тока к электрическому резистивному нагревательному элементу; (b) контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электрического тока от источника электроэнергии; и (c) датчик потока, связанный с возможностью передачи данных с контроллером и выполненный с возможностью определения падения давления внутри устройства доставки аэрозоля или его части.
[0011] В одном конкретном варианте реализации в изобретении предложено устройство доставки аэрозоля, содержащее: резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля; испаритель, содержащий неволокнистый элемент для переноса жидкости, имеющий микротекстурированную поверхность, выполненную с возможностью поверхностного впитывания жидкой композиции предшественника аэрозоля по указанной микротекстурированной поверхности, и электрический резистивный нагревательный элемент в виде пленки, нанесенной в виде шаблона на микротекстурированную поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости, причем пленка имеет первый конец и второй конец, а микротекстурированная поверхность элемента для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и электрическим резистивным нагревательным элементом; и отверстие в неволокнистом элементе для переноса жидкости вблизи каждого из таких концов, как первый конец и второй конец, и дополнительно содержит положительный электрический вывод, взаимодействующий с первым концом пленки через отверстие, и отрицательный электрический вывод, взаимодействующий со вторым концом пленки через отверстие, таким образом, что обеспечена возможность прохождения электрического тока от вывода к выводу.
[0012] Вышеуказанное устройство может дополнительно содержать вторичный элемент для переноса жидкости, расположенный в пути потока между резервуаром и неволокнистым элементом для переноса жидкости, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и по меньшей мере с частью неволокнистого элемента для переноса жидкости. Кроме того, микротекстурированная поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости может содержать зону нагрева, которая содержит электрический резистивный нагревательный элемент, и вторую зону, расположенную на расстоянии от электрического резистивного нагревательного элемента, как описано выше. Кроме того, неволокнистый элемент для переноса жидкости может иметь пластинчатую форму с периферийным краем, окружающим центральную область, причем вторая зона, как правило, расположена вблизи периферийного края, а зона нагрева содержит по меньшей мере часть центральной области.
[0013] Таким образом, настоящее раскрытие включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации:
[0014] Вариант реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее: резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля, испаритель, содержащий электрический резистивный нагревательный элемент и неволокнистый элемент для переноса жидкости, имеющий микротекстурированную поверхность, выполненную с возможностью поверхностного впитывания жидкой композиции предшественника аэрозоля по указанной микротекстурированной поверхности, причем микротекстурированная поверхность элемента для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и электрическим резистивным нагревательным элементом.
[0015] Вариант реализации 2: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором электрический резистивный нагревательный элемент представляет собой пленку, нанесенную в виде шаблона на микротекстурированную поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости.
[0016] Вариант реализации 3: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором электрический резистивный нагревательный элемент выполнен в виде проводящих чернил, нанесенных в виде шаблона на микротекстурированную поверхность.
[0017] Вариант реализации 4: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором неволокнистый элемент для переноса жидкости имеет пластинчатую форму.
[0018] Вариант реализации 5: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором пленка, нанесенная в виде шаблона на микротекстурированную поверхность, проходит от первого конца ко второму концу, а устройство дополнительно содержит отверстие в неволокнистом элементе для переноса жидкости вблизи каждого из таких концов, как первый конец и второй конец, и дополнительно содержит положительный электрический вывод, взаимодействующий с первым концом пленки через отверстие, и отрицательный электрический вывод, взаимодействующий со вторым концом пленки через отверстие, таким образом, что обеспечена возможность прохождения электрического тока от вывода к выводу.
[0019] Вариант реализации 6: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее вторичный элемент для переноса жидкости, расположенный в пути потока между резервуаром и неволокнистым элементом для переноса жидкости, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и по меньшей мере с частью неволокнистого элемента для переноса жидкости.
[0020] Вариант реализации 7: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором микротекстурированная поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости содержит зону нагрева, которая содержит электрический резистивный нагревательный элемент, и вторую зону, расположенную на расстоянии от электрического резистивного нагревательного элемента, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде по меньшей мере с частью второй зоны таким образом, что из вторичного элемента для переноса жидкости во вторую зону и из второй зоны в зону нагрева по микротекстурированной поверхности установлен путь потока для жидкой композиции предшественника аэрозоля.
[0021] Вариант реализации 8: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором неволокнистый элемент для переноса жидкости имеет пластинчатую форму с периферийным краем, окружающим центральную область, причем вторая зона расположена вблизи периферийного края, а зона нагрева содержит по меньшей мере часть центральной области.
[0022] Вариант реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором вторичный элемент для переноса жидкости содержит волокнистый материал или керамический материал.
[0023] Вариант реализации 10: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором вторичный элемент для переноса жидкости расположен поверх по меньшей мере части микротекстурированной поверхности.
[0024] Вариант реализации 11: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее по меньшей мере одно отверстие, проходящее через неволокнистый элемент для переноса жидкости, причем по меньшей мере часть вторичного элемента для переноса жидкости проходит через указанное по меньшей мере одно отверстие.
[0025] Вариант реализации 12: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором пленка, нанесенная в виде шаблона на микротекстурированную поверхность, содержит один или более прямых или криволинейных элементов, проходящих от первого конца ко второму концу.
[0026] Вариант реализации 13: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее защитный слой, расположенный поверх электрического резистивного нагревательного элемента, таким образом, что жидкая композиция предшественника аэрозоля, переносимая по микротекстурированной поверхности, напрямую не контактирует с электрическим резистивным нагревательным элементом.
[0027] Вариант реализации 14: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором резервуар и испаритель размещены в картридже, выполненном с возможностью прикрепления к управляющему корпусу, причем управляющий корпус содержит источник электроэнергии, выполненный с возможностью подачи электрического тока к электрическому резистивному нагревательному элементу.
[0028] Вариант реализации 15: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее одно или более из следующего: (a) источник электроэнергии, выполненный с возможностью подачи электрического тока к электрическому резистивному нагревательному элементу; (b) контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электрического тока от источника электроэнергии; и (c) датчик потока, связанный с возможностью передачи данных с контроллером и выполненный с возможностью определения падения давления внутри устройства доставки аэрозоля или его части.
[0029] Вариант реализации 16: Устройство доставки аэрозоля, содержащее: резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля; испаритель, содержащий неволокнистый элемент для переноса жидкости, имеющий микротекстурированную поверхность, выполненную с возможностью поверхностного впитывания жидкой композиции предшественника аэрозоля по указанной микротекстурированной поверхности, и электрический резистивный нагревательный элемент в виде пленки, нанесенной в виде шаблона на микротекстурированную поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости, причем пленка имеет первый конец и второй конец, а микротекстурированная поверхность элемента для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и электрическим резистивным нагревательным элементом; и отверстие в неволокнистом элементе для переноса жидкости вблизи каждого из таких концов, как первый конец и второй конец, и дополнительно содержит положительный электрический вывод, взаимодействующий с первым концом пленки через отверстие, и отрицательный электрический вывод, взаимодействующий со вторым концом пленки через отверстие, таким образом, что обеспечена возможность прохождения электрического тока от вывода к выводу.
[0030] Вариант реализации 17: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором неволокнистый элемент для переноса жидкости имеет пластинчатую форму.
[0031] Вариант реализации 18: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее вторичный элемент для переноса жидкости, расположенный в пути потока между резервуаром и неволокнистым элементом для переноса жидкости, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде с резервуаром и по меньшей мере с частью неволокнистого элемента для переноса жидкости.
[0032] Вариант реализации 19: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором микротекстурированная поверхность неволокнистого элемента для переноса жидкости содержит зону нагрева, которая содержит электрический резистивный нагревательный элемент, и вторую зону, расположенную на расстоянии от электрического резистивного нагревательного элемента, причем вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде по меньшей мере с частью второй зоны таким образом, что из вторичного элемента для переноса жидкости во вторую зону и из второй зоны в зону нагрева по микротекстурированной поверхности установлен путь потока для жидкой композиции предшественника аэрозоля.
[0033] Вариант реализации 20: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором неволокнистый элемент для переноса жидкости имеет пластинчатую форму с периферийным краем, окружающим центральную область, причем вторая зона расположена вблизи периферийного края, а зона нагрева содержит по меньшей мере часть центральной области.
[0034] Вариант реализации 21: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором вторичный элемент для переноса жидкости содержит волокнистый материал или керамический материал.
[0035] Вариант реализации 22: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором вторичный элемент для переноса жидкости расположен поверх по меньшей мере части микротекстурированной поверхности.
[0036] Вариант реализации 23: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее по меньшей мере одно отверстие, проходящее через неволокнистый элемент для переноса жидкости, причем по меньшей мере часть вторичного элемента для переноса жидкости проходит через указанное по меньшей мере одно отверстие.
[0037] Вариант реализации 24: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором пленка, нанесенная в виде шаблона на микротекстурированную поверхность, содержит один или более прямых или криволинейных элементов, проходящих от первого конца ко второму концу.
[0038] Вариант реализации 25: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, дополнительно содержащее защитный слой, расположенный поверх электрического резистивного нагревательного элемента, таким образом, что жидкая композиция предшественника аэрозоля, переносимая по микротекстурированной поверхности, напрямую не контактирует с электрическим резистивным нагревательным элементом.
[0039] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведённого ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании или изложенных в любом одном или более пунктов формулы изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в описании конкретного варианта реализации или формуле изобретения в настоящем документе. Настоящее описание выполнено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его аспектов и вариантов реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0040] После приведенного таким образом описания изобретения в вышеизложенных общих понятиях, далее будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, которые не обязательно вычерчены в масштабе, на которых:
[0041] На ФИГ. 1 показано устройство доставки аэрозоля, содержащее картридж и управляющий корпус в собранной конфигурации согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0042] На ФИГ. 2 показан управляющий корпус, показанный на ФИГ. 1, в разобранной конфигурации согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0043] на ФИГ. 3 показан картридж, показанный на ФИГ. 1, в разобранной конфигурации согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0044] на ФИГ. 4 показан вид сверху испарителя согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0045] на ФИГ. 5 показан вид сверху испарителя согласно дополнительному примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0046] на ФИГ. 6 показан вид сверху испарителя согласно еще одному другому примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0047] на ФИГ. 7 показан вид сбоку испарителя с защитным слоем согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0048] на ФИГ. 8A и 8B показан вид в перспективе и разобранная конфигурация соответственно картриджа согласно дополнительному примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0049] на ФИГ. 9 показан вид в перспективе картриджа согласно еще одному другому примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0050] на ФИГ. 10 показан вид в разрезе картриджа, показанного на ФИГ. 9; и
[0051] на ФИГ. 11 показан дополнительный вид в разрезе испарительной части картриджа, показанного на ФИГ. 9, с элементом для переноса жидкости с микротекстурированной поверхностью, показанной в натуральную величину.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0052] Далее раскрытие настоящего изобретения будет подробно описано со ссылкой на примеры его реализации. Указанные примеры реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передаёт объём изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведёнными в данном документе; скорее указанные варианты реализации приведены для того, чтобы данное изобретение соответствовало применимым законодательным требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
[0053] В настоящем изобретении предложено устройство доставки аэрозоля, которое содержит резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля, и испаритель. Испаритель содержит электрический резистивный нагревательный элемент и неволокнистый элемент для переноса жидкости, имеющий микротекстурированную поверхность, выполненную с возможностью поверхностного впитывания жидкой композиции предшественника аэрозоля по указанной микротекстурированной поверхности. Микротекстурированная поверхность сообщается по текучей среде с резервуаром и электрическим резистивным нагревательным элементом, что означает, что микротекстурированная поверхность обеспечивает по меньшей мере часть пути потока для жидкой композиции предшественника аэрозоля между резервуаром и нагревательным элементом. Как указано выше, элемент для переноса жидкости предпочтительно является неволокнистым, что означает, что элемент для переноса жидкости образован из твердого материала, имеющего микротекстурированную поверхность, а не поверхность, образованную множеством собранных в пучки волокон.
[0054] Как указано в настоящем документе, «микротекстурированная» относится к поверхности, имеющей топографические трехмерные признаки по микрометрической шкале (например, множество трехмерных поверхностных признаков, имеющих среднюю высоту менее чем примерно 250 микрон), которые имеют прерывистый внешний вид таким образом, что поверхность содержит множество вогнутых и выпуклых частей. Такая поверхность также может быть названа шероховатой или микроузорчатой, хотя поверхностные признаки микротекстурированной поверхности могут представлять собой либо упорядоченный набор структур, которые следуют узору, либо относительно случайны по расположению. В определенных вариантах реализации микротекстурированная поверхность может быть количественно определена с использованием среднеквадратичного (RMS) анализа с примерными диапазонами, включающими Sq значения от примерно 3 до примерно 16 микрон (например, от примерно 4 до примерно 15 микрон, включая примерно 4 микрона, примерно 5 микрон, примерно 6 микрон, примерно 7 микрон, примерно 8 микрон, примерно 9 микрон, примерно 10 микрон, примерно 11 микрон, примерно 12 микрон, примерно 13 микрон, примерно 14 микрон и примерно 15 микрон). Конкретные варианты реализации имеют Sq диапазон от примерно 3 микрон до примерно 6 микрон, от примерно 6 микрон до примерно 10 микрон или от примерно 12 микрон до примерно 15 микрон. Данные RMS могут быть сгенерированы с использованием прибора Zeiss LSM 800 (конфокальный микроскоп) и следуя протоколу ISO 25178.
[0055] Микротекстурированная поверхность может обладать различными геометрическими формами (например, столбики, каналы, пластиночки, конусы, углубления и тому подобное). Кроме того, микротекстурированная поверхность может быть по существу постоянной (например, обладать единственным, повторяющимся признаком по существу неменяющихся размеров) и/или может обладать по существу повторяющимся узором (например, множество признаков, различающихся по одному или более из следующего: размер, форма и расстояния, которые образуют упорядоченный, повторяющийся узор). Однако, без отступления от изобретения, микротекстурированная поверхность может также обладать относительно неравномерным или нерегулярным множеством поверхностных выступов. Микротекстурированная поверхность может быть определена по меньшей мере частично в отношении размера и/или расстояния между геометрическими элементами, образующими микротекстуру. Например, геометрические элементы могут иметь среднюю высоту от примерно 1 мкм до примерно 250 мкм, от примерно 1,5 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 2 мкм до примерно 100 мкм, от примерно 2,5 мкм до примерно 50 мкм или от примерно 3 мкм до примерно 25 мкм. Геометрические элементы могут иметь среднее расстояние от примерно 0,1 мкм до примерно 20 мкм, от примерно 0,25 мкм до примерно 15 мкм, от примерно 0,5 мкм до примерно 10 мкм или от примерно 1 мкм до примерно 5 мкм.
[0056] Микротекстурированная поверхность выполнена с возможностью обеспечения поверхностного впитывания, иногда называемого «полувпитыванием», по указанной поверхности таким образом, что непрерывная подача жидкой композиции предшественника аэрозоля доставляется напрямую в непосредственной близости от нагревательного элемента. В определенных вариантах реализации это явление впитывания может способствовать улучшению равномерности нагрева или испарения и повышению эффективности нагрева по сравнению с традиционными конструкциями испарителя с фитилем/катушкой.
[0057] Для образования микротекстурированной поверхности согласно настоящему изобретению могут быть использованы различные варианты реализации способов. В одном приведенном в качестве примера способе элемент для переноса жидкости образован в форме, выполненной с возможностью образования поверхности, содержащей микротекстуру. Форма может быть подвергнута травлению (например, химическому, электрохимическому или лазерному травлению) для задания микротекстурированной поверхности, которая затем переносится на элемент для переноса жидкости. Однако для образования поверхности могут быть использованы различные другие варианты реализации способов. Например, микротекстурированная поверхность может быть получена одним или более способами, такими как самосборка монослоя, фотолитография, механическая обработка, доводка (например, алмазная доводка), плазменное напыление, электроспиннинг, облучение, шаблонные методы, химическое осаждение, влажное травление, сухое травление и струйная обработка (например, песком, бикарбонатом натрия или сухим льдом, при необходимости с последующим анодированием поверхности, обработанной струйной обработкой). Различные примеры таких способов для получения поверхностей, содержащих микроузор, описаны в работе Artificial Lotus Leaf Structures Made by Blasting with Sodium Bicarbonate (Искусственные структуры листьев лотоса, полученные путем струйной обработки бикарбонатом натрия) под авторством Lee и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0058] Электрический резистивный нагревательный элемент может содержать металл или подобный материал, как иначе описано в настоящем документе, подходящий для обеспечения резистивного нагревания. Хотя нагревательный элемент может быть размещен на отдельной подложке или иным способом расположен на расстоянии от микротекстурированной поверхности (хотя все еще сообщающийся с ней по текучей среде), предпочтительно, чтобы нагревательный элемент был физически объединен с элементом для переноса жидкости, имеющим микротекстурированную поверхность, например, с помощью различных средств, которые включают технологии травления, технологии печатания или технологии склеивания. Например, металлическая лента может быть нанесена слоями или иным образом прикреплена к элементу для переноса жидкости.
[0059] Преимущественно, электрический резистивный нагревательный элемент выполнен в виде пленки, нанесенной в виде шаблона на микротекстурированную поверхность элемента для переноса жидкости. Толщина слоя электропроводящей пленки может варьироваться и может составлять, например, примерно 1000 мкм или менее, примерно 500 мкм или менее, примерно 200 мкм или менее, примерно 100 мкм или менее, примерно 50 мкм или менее, примерно 10 мкм или менее или примерно 5 мкм или менее. В других вариантах реализации слой электропроводящей пленки может иметь толщину от примерно 0,1 мкм до примерно 500 мкм, от примерно 0,5 мкм до примерно 200 мкм, от примерно 1 мкм до примерно 100 мкм или от примерно 2 мкм до примерно 50 мкм.
[0060] При использовании проводящей пленки электропроводящий материал, используемый в нагревательном элементе, может содержать по существу любой материал, который является как электропроводящим, так и подходящим для формирования тонкой пленки. Например, электропроводящий материал может быть выбран из группы, состоящей из элементарных металлов, металлических сплавов, кремния (включая монокристаллический кремний и поликристаллический кремний), керамики, углерода, карбидов, нитридов и их комбинаций. В более конкретных вариантов реализации электропроводящий материал может быть образован из платины, золота, серебра, меди, алюминия, вольфрама, цинка, палладия, никеля, титана, нихрома, карбида кремния, поликристаллического кремния, монокристаллического кремния, нитрида титана и тому подобное. В конкретных вариантах реализации элементарные металлы, такие как платина, могут быть особенно предпочтительны благодаря хорошей устойчивости к окислению и долговременной стабильности.
[0061] В определенных вариантах реализации электропроводящие чернила могут быть напечатаны на поверхности нагревательного элемента в виде узорчатой пленки. Нагревательный элемент, образованный из электропроводящих чернил, может быть выполнен в виде множества узоров различной сложности. Типичные проводящие чернила включают графеновые чернила и чернила, содержащие различные металлы, такие как чернила, содержащие серебро, золото, палладий, платину и сплавы или другие их комбинации (например, чернила на основе серебро-палладия или серебро-платины).
[0062] Согласно аспектам, реализующим впечатывание проводящих чернил (например, чернил, содержащих серебро), чернила могут быть нанесены с использованием различных процессов печати, таких как, например, гравюрная печать, флексографическая печать, офсетная печать, трафаретная печать, струйная печать или другой подходящий способ печати, чтобы обеспечить различные толщины, узоры, покрытие поверхности и градиенты состава. Печать электропроводящих чернил на элементе для переноса текучей среды может улучшить производство, поскольку может потребоваться меньшее количество материалов и/или меньшее количество этапов обработки, а для быстрого изготовления нагревательного элемента могут быть использованы технологии печати с высокой производительностью. Кроме того, было обнаружено, что печать тонкопленочного нагревательного элемента на микротекстурированной поверхности может повысить долговечность нагревательного элемента за счет уменьшения растрескивания пленки и других разрывов, которые могут возникнуть либо во время сушки чернил, либо при подаче тока на чернила. Кроме того, в некоторых вариантах реализации предполагается, что использование микротекстурированной поверхности в сочетании с нанесенным на нее тонкопленочным нагревательным элементом обеспечивает уменьшенное обугливание/пиролиз по сравнению с традиционными конструкциями испарителя с фитилем/катушкой.
[0063] Элемент для переноса жидкости с микротекстурированной поверхностью может быть образован из материала подложки, который предпочтительно термически и механически стабилен в условиях использования. Например, элемент для переноса жидкости может быть образован из материала, который является термостабильным при температуре от примерно 100°C или более, от примерно 150°C или более, от примерно 200°C или более, от примерно 300°C или более, от примерно 400°C или более или от примерно 500°C или более. В других вариантах реализации элемент для переноса жидкости может быть термостабильным в температурном диапазоне от примерно 100°C до примерно 750°C, от примерно 125°C до примерно до примерно 650°C или от примерно 150°C до примерно 500°C. В некоторых вариантах реализации элемент для переноса жидкости может быть образован из керамического материала, в частности, материала на основе кремния, такого как материал на основе нитрида кремния или диоксида кремния. Однако могут быть использованы другие материалы, такие как стекло или кварц. Также могут быть использованы определенные термопластичные материалы, такие как циклоолефиновый сополимер (ЦОС).
2
2
2
2
2
2
2
2
[0064] В некоторых вариантах реализации элемент для переноса жидкости может иметь относительно небольшую толщину, например, от примерно 1 мм до примерно 20 мм, от примерно 1,5 мм до примерно 15 мм, или от примерно 2 мм до примерно 10 мм. В некоторых вариантах реализации элемент для переноса жидкости может иметь площадь поверхности от примерно 0,5 см до примерно 50 см, от примерно 1 см до примерно 45 см, от примерно 2 см до примерно 40 см или от примерно 3 см до примерно 30 см. Элемент для переноса жидкости также может быть охарактеризован в отношении его дополнительных размеров. Более конкретно, элемент для переноса жидкости может иметь длину и ширину, которые независимо составляют до примерно 25 мм, до примерно 20 мм, до примерно 15 мм или до примерно 10 мм. В некоторых вариантах реализации длина и ширина элемента для переноса жидкости может независимо составлять от примерно 0,25 мм до примерно 25 мм, от примерно 0,5 мм до примерно 15 мм, от примерно 0,6 мм до примерно 10 мм, от примерно 0,7 мм до примерно 7,5 мм или от примерно 0,75 мм до примерно 5 мм.
[0065] В определенных вариантах реализации элемент для переноса жидкости может иметь пластинчатую форму, что означает, что форма, которая является по существу плоской и имеет длину и ширину, которые больше чем толщина. Такой элемент для переноса жидкости может быть по существу квадратным или прямоугольным, однако также могут быть использованы другие формы (например, круглая, овальная, треугольная или другие многосторонние формы). Для элемента для переноса жидкости также могут быть использованы дополнительные геометрические формы, например, цилиндрические формы.
[0066] В настоящем изобретении предложены описания устройств доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля могут использовать электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; при этом такие изделия наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Устройство доставки аэрозоля может обеспечить некоторые или все ощущения (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки фактически без сгорания в какой-либо существенной степени какого-либо из компонентов этого изделия или устройства. Устройство доставки аэрозоля не может вырабатывать дым в том смысле, что аэрозоль не является результатом побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее указанное изделие или устройство наиболее предпочтительно вырабатывает пары (включая пары в форме аэрозолей, которые, как считается, являются видимыми аэрозолями и которые, как считается, могут быть описаны как подобные дыму), являющиеся следствием парообразования или испарения некоторых компонентов изделия или устройства, несмотря на то, что согласно другим вариантам реализации аэрозоль может быть невидимым. В наиболее предпочтительных вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут содержать табак и/или компоненты, полученные из табака. Таким образом, в определенных вариантах реализации устройство доставки аэрозоля может быть охарактеризовано как электронное курительное изделие, такое как электронная сигарета или «e-сигарета».
[0067] Хотя системы в целом описаны в настоящем документе в условиях вариантов реализации, связанных с устройствами доставки аэрозоля, такими как так называемые «е-сигареты», следует понимать, что механизмы, компоненты, признаки и способы могут быть осуществлены во множестве различных форм и связаны с различными изделиями. Например, приведенное в настоящем документе описание может быть использовано совместно с вариантами реализации традиционных курительных изделий (например, сигареты, сигары, трубки и т.п.), альтернативные тлеющие сигареты и соответствующая упаковка для любых продуктов, раскрытых в настоящем документе. Соответственно, следует понимать, что описание механизмов, компонентов, признаков и способов, раскрытых в настоящем документе, приведены исходя из вариантов реализации, относящихся к устройствам доставки аэрозоля только в качестве примера и могут быть реализованы и использованы в различных других продуктах и способах.
[0068] Предложенные устройства доставки аэрозоля также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы вдыхаемые вещества могут быть в виде аэрозоля (например, суспензии из мелких твёрдых частиц или капель жидкости в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму».
[0069] При использовании, предложенные устройства доставки аэрозоля могут быть использованы в различных физических действиях человека, использующего курительное изделие традиционного типа (например, сигарету, сигару или трубку, которую употребляют путем зажигания и вдыхания табака). Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
[0070] Далее изобретение будет описано со ссылкой на различные чертежи. Предложенные устройства доставки аэрозоля в целом содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружной оболочки или корпуса. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация или параметры наружного корпуса, которые могут задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также могут варьироваться. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть выполнен из двух или более разделяемых частей. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. Хотя в других вариантах реализации могут быть использованы различные другие формы и конфигурации (например, прямоугольная или «в форме брелока»).
[0071] В одном варианте реализации все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного наружного корпуса или оболочки. В альтернативном варианте реализации изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать две или большее количество оболочек, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит оболочку, заключающую в себе один или большее количество компонентов многоразового использования (например, перезаряжаемую батарею и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть присоединена с возможностью отсоединения оболочка, заключающая в себе одноразовую часть (например, одноразовый картридж, содержащий вкусоароматические добавки). Более конкретные параметры, конфигурации и компоновки компонентов, расположенных внутри блоков типа единой оболочки или внутри блока типа оболочки, выполненной с возможностью разъединения и состоящей из множества частей, будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, конфигурация различных устройств доставки аэрозоля и компоновка компонентов могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля.
[0072] Предложенные устройства доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования, управления, регулирования и/или прекращения электроэнергии для выработки тепла, к примеру, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам устройства доставки аэрозоля), нагревателя или тепловырабатывающего компонента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или компонента, обычно называемого «частью испарителя»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, например, ингредиенты, обычно называемые "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и области или конца мундштука для обеспечения возможности выполнения затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).
[0073] В предложенном устройстве доставки аэрозоля выравнивание компонентов может быть различным. В конкретных вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может быть расположена возле конца устройства доставки аэрозоля, которое может быть выполнено с возможностью расположения вблизи рта пользователя, чтобы увеличить доставку аэрозоля к пользователю. Однако не исключены и другие конфигурации. В целом нагревательный элемент может быть расположен достаточно близко к композиции предшественника аэрозоля так, что тепло от нагревательного элемента может испарять предшественник аэрозоля (а также один или более ароматизаторов, медикаментов и т.п., которые также могут быть обеспечены для доставки пользователю) и образовывать аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагревательный элемент нагревает композицию предшественника аэрозоля, аэрозоль образуется, высвобождается или генерируется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как «высвобождать», «высвобождение», «высвобождает» или «высвобожденный», включают в себя формы, такие как «формировать» или «генерировать», «формирование» или «генерирование», «формирует» или «генерирует» и «сформированный» или «сгенерированный». В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в форме пара или аэрозоля или их смеси, причем такие условия также использованы как взаимозаменяемые в настоящем документе, если не указано иное.
[0074] Как указано выше, устройство доставки аэрозоля может содержать батарею или другой источник электроэнергии (например, конденсатор) для обеспечения прохождения тока, достаточного для обеспечения различных функций устройства доставки аэрозоля, таких как питание нагревателя, питание систем управления, питание индикаторов и т.п. Источник питания может иметь различные варианты реализации. Предпочтительно источник питания выполнен с возможностью направления достаточной энергии для быстрого нагревания нагревательного элемента для формирования аэрозоля и снабжения энергией устройства доставки аэрозоля для его использования в течение необходимого периода времени. Источник питания предпочтительно имеет размер, пригодный для удобного размещения в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что устройством доставки аэрозоля можно удобно пользоваться. Кроме того, предпочтительный источник питания выполнен достаточно легким, чтобы не ухудшать желаемые ощущения от курения.
[0075] Более конкретные параметры, конфигурации и компоновки компонентов в устройстве доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор различных компонентов устройств доставки аэрозоля может быть понятен при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля. Далее, расположение компонентов внутри устройства доставки аэрозоля можно также оценить при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля. Примеры имеющихся в продаже продуктов, для которых их компоненты, способы управления ими, материалы, включённые в них, и/или другие их характеристики могут быть включены в устройства согласно раскрытию настоящего изобретения, являются доступными на рынке как ACCORD от Philip Morris Incorporated; ALPHA™, JOYE 510™ и M4™ от InnoVapor LLC; CIRRUS™ и FLING™ от White Cloud Cigarettes; BLU™ от Lorillard Technologies, Inc.; COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ и SENSE™ от Epuffer International Inc.; DUOPRO™, STORM™ и VAPORKING от Electronic Cigarettes, Inc.; EGAR™ от Egar Australia; eGo-C™ и eGo-T™ от Joyetech; ELUSION™ от Elusion UK Ltd; EONSMOKE от Eonsmoke LLC; FINTM от FIN Branding Group, LLC; SMOKE от Green Smoke Inc. США; GREENARETTE™ от Greenarette LLC; HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ и PITBULL™ от Smoke Stik; HEATBAR™ от Philip Morris International, Inc.; HYDRO IMPERIAL™ и LXE™ from Crown7; LOGIC™ и THE CUBAN™ от LOGIC Technology; LUCI от Luciano Smokes Inc.; METRO от Nicotek, LLC; NJOY и ONEJOY™ от Sottera, Inc.; № 7™ от SS Choice LLC; PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™ от PremiumEstore LLC; RAPP E-MYSTICK™ от Ruyan America, Inc.; RED DRAGON™ от Red Dragon Products, LLC; RUYAN от Ruyan Group (Holdings) Ltd.; SF от Smoker Friendly International, LLC; GREEN SMART SMOKER от The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.; SMOKE ASSIST от Coastline Products LLC; SMOKING EVERYWHERE от Smoking Everywhere, Inc.; V2CIGS™ от VMR Products LLC; VAPOR NINE™ от VaporNine LLC; VAPOR4LIFE от Vapor 4 Life, Inc.; VEPPO™ от E-CigaretteDirect, LLC; AVIGO, VUSE, VUSE CONNECT, VUSE FOB, VUSE HYBRID, ALTO, ALTO+, MODO, CIRO, FOX + FOG, AND SOLO+ от R. J. Reynolds Vapor Company; MISTIC MENTHOL от Mistic Ecigs; и VYPE от CN Creative Ltd. Другие электрические устройства доставки, в частности те устройства, которые были охарактеризованы как так называемые электронные сигареты, являются доступными на рынке под торговыми марками COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP; SOUTH BEACH SMOKE™.
[0076] Дополнительные изготовители, конструкторы и/или правоприемники компонентов и соответствующих технологий, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля раскрытия настоящего изобретения, включают компании Shenzhen Jieshibo Technology из Шенчженя, Китай; Shenzhen First Union Technology из Шенчженя, Китай; Safe Cig из Лос-Анджелеса, Калифорния; Janty Asia Company из Филиппин; Joyetech Changzhou Electronics из Шенчженя, Китай; SIS Resources; B2B International Holdings из Дувра, Делавер; Evolv LLC из Огайо; Montrade из Болоньи, Италия; Shenzhen Bauway Technology из Шенчженя, Китай; Global Vapor Trademarks Inc. из Помпано-Бич, Флорида; Vapor Corp. из Форт-Лоудердейл, Флорида; Nemtra GMBH из Рашау-Маркерсбах, Германия, Perrigo L. Co. из Аллеган, Мичиган; Needs Co., Ltd.; Smokefree Innotec из Лас Вегас, Невада; McNeil AB из Хелсингборс, Швеция; Chong Corp; Alexza Pharmaceuticals из Моунтайн Вью, Калифорния; BLEC, LLC из Шарлотт, Северная Каролина; Gaitrend Sarl из , Франция; FeelLife Bioscience International из Шенчженя, Китай; Vishay Electronic GMBH из Селб, Германия; Shenzhen Smaco Technology Ltd. из Шенчженя, Китай; Vapor Systems International из Бока Ратон, Флорида; Exonoid Medical Devices из Израиля; Shenzhen Nowotech Electronic из Шенчженя, Китай; Minilogic Device Corporation из Гонконг, Китай; Shenzhen Kontle Electronics из Шенчженя, Китай; Fuma International, LLC из Медина, Огайо, 21st Century Smoke из Белойт, Висконсин и Kimree Holdings (HK) Co. Limited из Гонконг, Китай.
[0077] Один пример варианта реализации устройства 100 доставки аэрозоля показан на ФИГ. 1. В частности, на ФИГ. 1 показано устройство 100 доставки аэрозоля, содержащее управляющий корпус 200 и картридж 300. Управляющий корпус 200 и картридж 300 могут быть выровнены постоянно или с возможностью разъединения при функционировании. Картридж 300 может быть соединен с управляющим корпусом 200 посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие при прессовой посадке, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и тому подобное. В некоторых примерах реализаций устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда картридж 300 и управляющий корпус 200 находятся в собранной конфигурации. Хотя в других вариантах реализации, как указано вышке, могут быть использованы различные другие конфигурации, такие как прямоугольная или форма брелока. Кроме того, хотя устройства доставки аэрозоля в целом описаны в настоящем документе как напоминающие размер и форму традиционного курительного изделия, в других вариантах реализации могут быть использованы отличающиеся конфигурации и резервуары большей емкости, которые могут быть названы «емкостями».
[0078] В конкретных вариантах реализации картридж 300 и/или управляющий корпус 200 могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус 200 может иметь сменную батарею или перезаряжаемую батарею и/или конденсатор и, таким образом, может быть скомбинирован с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической сетью переменного тока, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приёмным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля или соединителя универсальной последовательной шины (USB). Дополнительно, в некоторых примерах варианта реализации картридж 300 может содержать картридж одноразового применения, как описано в патенте США № 8,910,639 под авторством Chang и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0079] На ФИГ. 2 показан управляющий корпус 200 устройства 100 доставки аэрозоля (см. ФИГ. 1) в разобранном виде согласно примеру варианта реализации настоящего изобретения. Как показано на чертеже, управляющий корпус 200 может содержать соединитель 202, наружный корпус 204, уплотнительный элемент 206, связующий элемент 208 (например, лента KAPTON), датчик 210 расхода (например, датчик затяжки или выключатель давления), управляющий компонент 212, промежуточный элемент 214, источник 216 электроэнергии (например, конденсатор и/или батарею, которая может быть перезаряжаемой), печатную плату с индикатором 218 (например, светоизлучающий диод (LED)), контур 220 соединительного элемента и концевую крышку 222. Примеры источников электроэнергии описаны в публикации заявки на патент США № 2010/0028766 под авторством Peckerar и др., раскрытие которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0080] Относительно датчика 210 расхода, характерные регулирующие электрический ток компоненты и другие управляющие электрическим током компоненты, включая различные микроконтроллеры, датчики и переключатели для устройств доставки аэрозоля, описаны в патентах США № 4735217 под авторством Gerth и др.; № 4922901, № 4947874 и № 4947875 под авторством Brooks и др.; № 5372148 под авторством McCafferty и др.; № 6040560 под авторством Fleischhauer и др.; № 7040314 под авторством Nguyen и др.; № 8205622 под авторством Pan, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также сделана ссылка на различные схемы управления, описанные в публикации заявки на патент США № 2014/0270727 под авторством Ampolini и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0081] В одном варианте реализации индикатор 218 может содержать один или более светоизлучающих диодов. Индикатор 218 может быть связан с возможностью передачи данных с управляющим компонентом 212 посредством контура 220 соединительного элемента и может светиться, например, во время выполнения затяжки пользователем на картридже, соединенном с соединителем 202, что может быть обнаружено датчиком 210 расхода. Концевая крышка 222 может быть выполнена с возможностью того, чтобы сделать видимым освещение, обеспеченное под ней индикатором 218. Соответственно, индикатор 218 может светиться во время использования устройства 100 доставки аэрозоля, чтобы имитировать зажженный конец курительного изделия. Однако в другом варианте реализации индикатор 218 может быть обеспечен в различных количествах и может иметь различные формы, и может даже представлять собой отверстие в наружном корпусе (такое как для подачи звука при наличии таких индикаторов).
[0082] В предложенном устройстве доставки аэрозоля могут быть использованы другие дополнительные компоненты. Например, патент США № 5154192 под авторством Sprinkel и др. раскрывает индикаторы для курительных изделий; патент США № 5261424 под авторством Sprinkel Jr. раскрывает пьезоэлектрические датчики, которые могут быть выполнены на ротовом конце устройства для обнаружения активности губ пользователя, связанной с выполнением затяжки, с последующим запуском нагревания; патент США № 5372148 под авторством McCafferty и др. раскрывает датчик затяжки для управления потоком энергии в массиве тепловой нагрузки в ответ на падение давления через мундштук; патент США № 5967148 под авторством Harris и др. раскрывает приемные гнезда в курительном устройстве, которые включают идентификатор, обнаруживающий неоднородность в инфракрасной проницаемости вставленного компонента, и контроллер, выполняющий программу обнаружения при вводе компонента в приемное гнездо; патент США № 6040560 под авторством Fleischhauer и др. описывает определенный выполняемый энергетический цикл со множественными дифференциальными фазами; патент США № 5934289 под авторством Watkins и др. раскрывает фотонно-оптронные компоненты; патент США № 5954979 под авторством Counts и др. раскрывает средства для изменения сопротивления затяжке через курительное устройство; патент США № 6803545 под авторством Blake и др. раскрывает определенные конфигурации батареи для использования в курительных устройствах; патент США № 7293565 под авторством Griffen и др. раскрывает различные системы зарядки для использования с курительными устройствами; патент США № 8402976 под авторством Fernando и др. раскрывает компьютерные средства связи для курительных устройств, предназначенные для облегчения зарядки и позволяющие выполнять автоматизированный контроль устройства; патент США № 8689804 под авторством Fernando и др. раскрывает системы идентификации для курительных устройств; и заявка WO 2010/003480 под авторством Flick раскрывает систему регистрации потока текучей среды, указывающую на затяжку в системе выработки аэрозоля; причем содержание всех вышеуказанных изобретений полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Дальнейшие примеры компонентов, связанных с электронными изделиями доставки аэрозоля и раскрывающих материалы и компоненты, которые могут быть использованы в настоящем изделии, описаны в патентах США № 4735217 под авторством Gerth и др.; № 5249586 под авторством Morgan и др.; № 5666977 под авторством Higgins и др.; № 6053176 под авторством Adams и др.; № 6164287 под авторством White; № 6196218 под авторством Voges; № 6810883 под авторством Felter и др.; № 6854461 под авторством Nickols; № 7832410 под авторством Hon; № 7513253 под авторством Kobayashi; № 7896006 под авторством Hamano; № 6772756 под авторством Shayan; № 8156944 и № 8375957 под авторством Hon; № 8794231 под авторством Thorens и др.; № 8851083 под авторством Oglesby и др.; № 8915254 и 8925555 под авторством Monsees и др.; № 9220302 под авторством DePiano и др.; публикациях заявок на патент США № 2006/0196518 и № 2009/018849 под авторством Hon; № 2010/0024834 под авторством Oglesby и др.; № 2010/0307518 под авторством Wang; заявки WO 2010/091593 под авторством Hon и заявки WO 2013/089551 под авторством Foo, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Различные материалы, описанные в соответствии с предшествующими документами, могут быть включены в настоящие устройства согласно различным вариантам реализации, и все предшествующие изобретения полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0083] На ФИГ. 3 показан картридж 300 устройства 100 доставки аэрозоля (см. ФИГ. 1) в разобранной конфигурации. Как показано на чертеже, картридж 300 может содержать основание 302, вывод 304 управляющего компонента, электронный управляющий компонент 306, направитель 308 потока, испаритель 310, резервуар 312 (например, подложку резервуара), наружный корпус 314, мундштук 316, шильдик 318 и первый и второй нагревательные выводы 320, 321 согласно примеру варианта реализации раскрытия настоящего изобретения.
[0084] В некоторых вариантах реализации первый и второй нагревательные выводы 320, 321 могут быть встроены в устройство 308 направления потока или иным образом соединены с ним. Например, первый и второй нагревательные выводы 320, 321 могут быть сформованы со вставкой в устройство 308 направления потока. Соответственно, устройство 308 направления потока и первый и второй нагревательные выводы в общем названы в настоящем документе как узел 322 устройства направления потока. Дополнительное описание относительно первого и второго нагревательных выводов 320, 321 и устройства 308 направления потока представлено в публикации патента США № 2015/0335071 (Brinkley и др.), который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0085] В варианте реализации, показанном на ФИГ. 3, испаритель 310 может содержать элемент 324 для переноса жидкости с микротекстурированной поверхностью, как описано в настоящем документе, и нагревательный элемент 326, как описано в настоящем документе (например, проводящие чернила, нанесенные на микротекстурированную поверхность элемента для переноса жидкости). Элемент 324 для переноса жидкости может содержать два отверстия 330, 332, которые обеспечивают электрическое соединение между нагревательным элементом 326 и нагревательными выводами 320, 321. Элемент 324 для переноса жидкости может содержать дополнительное отверстие 334, через которое может проходить вторичный элемент 340 для переноса жидкости. Таким образом, жидкость может переносится из резервуара 312 к вторичному элементу 340 для переноса жидкости и затем к микротекстурированной поверхности элемента 324 для переноса жидкости для полувпитывания по поверхности в зону нагрева вблизи нагревательного элемента 326. Хотя это не показано в настоящем варианте реализации, элемент 324 для переноса жидкости может содержать дополнительные отверстия, канавки или выемки для того, чтобы усилить воздушный поток, проходящий через элемент для переноса жидкости. Кроме того, хотя элемент 324 для переноса жидкости показан размещенным так, что его плоская поверхность приблизительно перпендикулярна продольной оси картриджа 300, возможны другие ориентации, включая ориентацию, в которой элемент для переноса жидкости расположен так, что его плоская поверхность приблизительно параллельна продольной оси картриджа.
[0086] Вторичный элемент 340 для переноса может быть в частности фитилем, который использует капиллярное действие при переносе жидкостей. Таким образом, фитиль для использования согласно изобретению может быть любым материалом, который обеспечивает достаточное впитывающее действие для переноса одного или более компонентов композиции предшественника аэрозоля к зоне аэрозолизации. Неограничивающие примеры включают натуральные и синтетические волокна, такие как хлопок, целлюлоза, полиэфиры, полиамиды, полиактидная кислота, стекловолокно, их комбинации и тому подобное. Другие примеры материалов, которые могут быть использованы в фитилях, включают металлы, керамику и науглероженные материалы (например, пену или монолит, образованные из углеродистого материала, который прошел кальцинацию для удаления неуглеродных компонентов материала). Фитили могут быть дополнительно покрыты материалами, которые изменяют капиллярное действие волокон, и волокна, используемые для образования фитилей, могут иметь конкретные формы поперечных сечений, и могут иметь канавки так, чтобы изменить капиллярное действие волокон. Например, могут быть использованы адаптивные к температуре полимеры. Такие адаптивные полимеры могут быть нанесены в виде покрытия на волокна или использованы иными способами, и эти полимеры являются эффективными в обеспечении изменяющихся характеристик переноса жидкости на основе условий окружающей среды. Адаптивные к температуре полимеры в частности могут проявлять пониженный перенос при пониженных температурах и могут проявлять увеличенный перенос при повышенных температурах. Один пример представляет собой материал, известный как Adaptive компании HeiQ. Волокна, используемые для образования фитилей, могут быть обеспечены как в единственном виде, в виде пучков, в виде тканого полотна (включая сетки и переплетения) или в виде нетканого полотна. Пористостью материала фитиля также можно управлять для изменения капиллярного действия фитиля, включая управление средним размером пор и общей пористостью. Отдельные фитили также могут иметь различные длины. Термин «фитиль» также предназначен для охвата капиллярных трубок, и может быть использована любая комбинация элементов, обеспечивающих желаемое капиллярное действие.
[0087] Картридж может дополнительно содержать транспортную заглушку основания, введенную во взаимодействие с основанием, и/или транспортную заглушку мундштука, введенную во взаимодействие с мундштуком, для защиты основания и мундштука и предотвращения попадания загрязнений в них до использования, как раскрыто, например, в патенте США № 9220302 под авторством DePiano и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0088] Основание 302 может быть соединено с первым концом наружного корпуса 314, а мундштук 316 может быть соединен с противоположным вторым концом наружного корпуса, чтобы по существу или полностью заключать другие компоненты картриджа 300 в нем. Например, вывод 304 управляющего компонента, электронный управляющий компонент 306, устройство 308 направления потока, испаритель 310 и резервуар 312 могут быть по существу или полностью удержаны в наружном корпусе 314. Шильдик 318 может по меньшей мере частично окружать наружный корпус 314 и при необходимости основание 302 и содержать информацию на нем, такую как идентификатор продукта. Основание 302 может быть выполнено с возможностью взаимодействия с соединителем 202 управляющего корпуса 200 (см. ФИГ. 2). В некоторых вариантах реализации основание 302 может содержать противоротационные элементы, которые по существу предотвращают относительный поворот между картриджем и управляющим корпусом, как раскрыто в публикации заявки на патент США № 2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0089] Резервуар 312 может быть выполнен с возможностью удерживания композиции предшественника аэрозоля. Характерные типы компонентов предшественника аэрозоля и рецептуры также изложены и охарактеризованы в патенте США № 7217320 под авторством Robinson и др., № 8881737 под авторством Collett и др., № 9254002 под авторством Chong и др., публикациях заявок на патент США № 2013/0008457 под авторством Zheng и др., № 2015/0020823 под авторством Lipowicz и др. и № 2015/0020830 под авторством Koller, а также в заявке WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE компании R. J. Reynolds Vapor Company, в продукт BLU компании Lorillard Technologies, в продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и в продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC. С предшественником аэрозоля могут использоваться варианты реализации шипучих материалов, описанные, в качестве примера, в публикации заявки на патент США № 2012/0055494 под авторством Hunt и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, использование шипучих материалов описано, например, в патентах США № 4639368 под авторством Niazi и др., № 5178878 под авторством Wehling и др., № 5223264 под авторством Wehling и др., № 6974590 под авторством Pather и др., № 7381667 под авторством Bergquist и др. и № 8424541 под авторством Crawford и др., № 8627828 под авторством Strickland и др., а также в публикациях патента США № 2010/0018539 под авторством Brinkley и др. и № 2010/0170522 под авторством Sun и др., и в PCT WO 97/06786 под авторством Johnson и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительное описание относительно вариантов реализации композиций предшественника аэрозоля, содержащие описание табака или компонентов, полученных из содержащегося в них табака, представлено в патентных заявках США № 15/216582 и 15/216590 под авторством Davis и др., поданных 21 июля 2016 года, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. В определенных вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может содержать компоненты, такие как многоатомные спирты (например, глицерин, пропиленгликоль и их смеси), вода, никотиновые соединения (например, высокоочищенный полученный из табака никотин), кислоты или основания, ароматизаторы и их смеси.
[0090] Резервуар 312 может содержать множество слоев нетканых волокон, выполненных в форме трубки, охватывающей внутреннее пространство наружного корпуса 314 картриджа 300. Таким образом, жидкие компоненты, например, могут удерживаться резервуаром 312 с возможностью сорбции. Резервуар 312 может соединяться по текучей среде с элементом 324 для переноса жидкости с использованием вторичного элемента 340 для переноса жидкости в качестве промежуточного канала. Таким образом, элемент 324 для переноса жидкости может быть выполнен с возможностью переноса жидкости из резервуара 312 к нагревательному элементу 326 посредством механизма переноса жидкости за счет полувпитывания.
[0091] Дополнительные типичные нагревательные элементы и материалы для использования в этих элементах описаны в патентах США № 5060671 под авторством Counts и др.; № 5093894 под авторством Deevi и др.; № 5224498 под авторством Deevi и др.; № 5228460 под авторством Sprinkel Jr. и др.; № 5322075 под авторством Deevi и др.; № 5353813 под авторством Deevi и др.; № 5468936 под авторством Deevi и др.; № 5498850 под авторством Das; № 5659656 под авторством Das; № 5498855 под авторством Deevi и др.; № 5530225 под авторством Hajaligol; № 5665262 под авторством Hajaligol; № 5573692 под авторством Das и др.; и № 5591368 под авторством Fleischhauer и др., раскрытия которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, согласно другим вариантам реализации может быть использовано химическое нагревание. Различные дополнительные примеры нагревателей и материалов, используемых для формирования нагревателей, описаны в патенте США № 8881737 под авторством Collett и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки, как указано выше.
[0092] В настоящем устройстве доставки аэрозоля могут быть использованы различные виды компонентов нагревателя. В различных вариантах реализации могут быть использованы один или более микронагревателей или подобных твердотельных нагревателей. Микронагреватели и испарители, содержащие микронагреватели, подходящие для использования в описанных выше устройствах, описаны в патенте США № 8881737 под авторством Collett и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0093] Первый нагревательный вывод 320 и второй нагревательный вывод 321 (например, отрицательный и положительный выводы) выполнены с возможностью взаимодействия противоположными концами нагревательного элемента 326 и с возможностью образования электрического соединения с управляющим корпусом 200 (см., например, ФИГ. 2), когда картридж 300 соединен с ним. Кроме того, когда управляющий корпус 200 соединен с картриджем 300, электронный управляющий компонент 306 может образовывать электрическое соединение с управляющим корпусом посредством вывода 304 управляющего компонента. Таким образом, управляющий корпус 200 может использовать электрический управляющий компонент 212 (см. ФИГ. 2) для определения того, является ли подлинным картридж 300 и/или выполнения других функций. Кроме того, различные примеры электронных управляющих компонентов и функций, выполняемых этими компонентами, описаны в публикации заявки на патент США № 2014/0096781 под авторством Sears и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0094] В ходе использования пользователь может затягиваться через мундштук 316 картриджа 300 устройства 100 доставки аэрозоля (см. ФИГ. 1). Это может протягивать воздух через отверстие в управляющем корпусе 200 (см., например, ФИГ. 2) или в картридже 300. Например, в одном варианте реализации отверстие может быть образовано между соединителем 202 и наружным корпусом 204 управляющего корпуса 200 (см., например, ФИГ. 2), как описано в патенте США № 9,220,302 под авторством DePiano и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Однако в других вариантах реализации поток воздуха может быть принят через другие части устройства 100 доставки аэрозоля. Как указано выше, в некоторых вариантах реализации картридж 300 может содержать устройство 308 направления потока. Устройство 308 направления потока может быть выполнено с возможностью направления потока воздуха, полученного из управляющего корпуса 200, к нагревательному элементу 326 испарителя 310.
[0095] Датчик в устройстве 100 доставки аэрозоля 100 (например, датчик 210 расхода в управляющем корпусе 200; см. ФИГ. 2) может воспринимать затяжку. При обнаружении затяжки управляющий корпус 200 может направлять ток к нагревательному элементу 326 через схему, содержащую первый нагревательный вывод 320 и второй нагревательный вывод 321. Соответственно, нагревательный элемент 326 может испарять композицию предшественника аэрозоля, направленную к зоне распыления или нагрева из резервуара 312 элементом 324 для переноса жидкости. Таким образом, мундштук 326 может обеспечивать возможность прохождения воздуха и захваченного пара (т.е. компоненты композиции предшественника аэрозоля в пригодной для вдыхания форме) из картриджа 300 к пользователю, осуществляющему затяжку через него.
[0096] Различные другие детали относительно компонентов, которые могут содержаться в картридже 300, предложены, например, в публикации заявки на патент США № 2014/0261495 под авторством DePiano и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительные компоненты, которые могут содержаться в картридже 300, и детали, относящиеся к ним, предложены, например, в публикации заявки на патент США № 2015/0335071 под авторством Brinkley и др., поданной 23 мая 2014 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0097] Различные компоненты предложенного устройства доставки аэрозоля можно выбрать из коммерчески доступных компонентов, описанных в уровне техники. Например, сделана ссылка на резервуар и систему нагревателя для управляемой доставки различных распыляемых материалов в электронном курительном изделии, описанном в публикации заявки на патент США № 2014/0000638 под авторством Sebastian и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0098] В другом варианте реализации по существу весь картридж могут быть сформированы из одного или более углеродных материалов, которые могут обеспечить преимущества в отношении биоразлагаемости и отсутствия проводов. В этом отношении нагревательный элемент может содержать углеродный пенопласт, резервуар может содержать карбонизированную ткань, и графит может быть использован для формирования электрического соединения с источником питания и управляющим компонентом. Пример варианта реализации картриджа на основе углерода описан в публикации заявки на патент США № 2013/0255702 под авторством Griffith и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0099] На ФИГ. 4 показан вид сверху другого варианта реализации испарителя 310, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно изобретению. Как показано на чертеже, испаритель 310 содержит элемент 324 для переноса жидкости с микротекстурированной поверхностью, на которую нанесен в виде шаблона нагревательный элемент 326 (например, пленка из проводящих чернил).
[00100] Нагревательный элемент 326 проходит от первого отверстия 330 ко второму отверстию 332, которое служит в качестве точек электрического соединения для нагревательного элемента. Каждое отверстие обеспечивает пространство для образования электрического соединения между нагревательным элементом 326 и нагревательными выводами (не показаны), такими как выводы 320, 321, показанные на ФИГ. 3. При необходимости, крепежный элемент (не показан), выполненный из проводящего материала (например, металлический винт), может быть вставлен в каждое отверстие, чтобы образовать часть электрического соединения с нагревательным элементом 326, а также обеспечить функцию крепления для соединения испарителя 310 с другим компонентом устройства доставки аэрозоля. Как показано на чертеже, каждое отверстие 330, 332 может содержать при необходимости проводящее покрытие или пленку 350 вокруг периферии отверстия и проходящую через по меньшей мере часть глубины отверстия (и предпочтительно для всей его глубины). Наличие проводящего покрытия или пленки, которая может быть выполнена из того же проводящего материала, что и нагревательный элемент 326, может улучшать электрическое соединение с нагревательным элементом. Следует отметить, что вместо обеспечения отверстий для обеспечения электрического соединения с нагревательным элементом 326, электрические соединения могут быть выполнены путем соединения нагревательного элемента с выводами, расположенным над микротекстурированной поверхностью, что позволяет избежать необходимости использования отверстий.
[00101] На ФИГ. 5 показан вид сверху другого варианта реализации испарителя 310 аналогично ФИГ. 4, описанной выше. Однако, как показано на чертеже, нагревательный элемент 326 выполнен с отличающимся узором таким образом, что множество частей нагревательного элемента нанесены в виде шаблона на элемент 324 для переноса жидкости для увеличения нагрева по поверхности. Количество частей нагревательного элемента может варьироваться и обычно включает от одного до десяти частей нагревательного элемента различной формы и с различными узорами на поверхности в зависимости от желаемого размера и формы зоны нагрева. Следует отметить, что множество частей нагревательного элемента могут проходить от общих отверстий, как показано на чертеже, или каждая часть нагревательного элемента может проходить между отдельными отверстиями для образования полностью отдельных нагревательных элементов, которыми можно управлять по-отдельности.
[00102] На ФИГ. 6 показан вид сверху еще одного другого варианта реализации испарителя 310 согласно изобретению. Как указано ранее, точная форма испарителя 310 может варьироваться с круглыми формами, как показано на ФИГ. 4 и 5, являющихся одним из примеров, и прямоугольной формой, показанной на ФИГ. 6, представляющей другой пример. Аналогично ФИГ. 4, испаритель 310, показанный на ФИГ. 6, содержит нагревательный элемент326 (например, пленку из проводящих чернил), нанесенный в виде шаблона на элемент 324 для переноса жидкости, имеющий микротекстурированную поверхность. Нагревательный элемент 326 может проходить между двумя отверстиями 330, 332, которые обеспечивают средства для электрического соединения нагревательного элемента. Аналогично ФИГ. 3, испаритель 310, показанный на ФИГ. 6, также содержит два отверстия 334, через которые может проходить вторичный элемент для переноса текучей среды (например, волокнистый фитиль), не показан, чтобы обеспечить соединение по текучей среде между микротекстурированной поверхностью и вторичным элементом для переноса текучей среды. В других вариантах реализации отверстий для вторичных элементов для переноса текучей среды можно избежать посредством размещения концов вторичных элементов для переноса текучей среды, которые как правило выполнены с возможностью сообщения по текучей среде с резервуаром, в другом местоположении, например, располагаясь поверх микротекстурированной поверхности.
[00103] Испаритель согласно изобретению может содержать защитный слой, расположенный поверх микротекстурированной поверхности по меньшей мере части элемента для переноса жидкости. Защитный слой может быть предпочтительно использован для предотвращения прямого контакта между композицией предшественника аэрозоля и нагревательным элементом и, тем самым, пассивировать зону нагрева испарителя. Защитный слой может также служить в качестве барьера для предотвращения прямого контакта между нагревательным элементом и вторичным элементом для переноса текучей среды, присутствующим в устройстве. Защитный слой, как правило, образован из материала, который является термостабильным при рабочих температурах для испарителя и может быть теплоизлучающим и/или теплопроводящим. Например, защитный слой является термостабильным при температуре от примерно 150°C или более, от примерно 200°C или более, от примерно 300°C или более, от примерно 400°C или более или от примерно 500°C или более. В других вариантах реализации защитный слой может быть термостабильным в температурном диапазоне от примерно 125°C до примерно 750°C, от примерно 150°C до примерно до примерно 650°C или от примерно 175°C до примерно 500°C.
[00104] Защитный слой может находиться в прямом контакте с композицией предшественника аэрозоля или ее компонентом. Соответственно, является предпочтительным, чтобы защитный слой был по существу химически нереакционноспособным с различными соединениями, которые могут быть включены в материал предшественника аэрозоля. По существу химически нереакционноспособный означает, что любая химическая реакция между защитным слоем и компонентом материала предшественника аэрозоля достаточно ограничена таким образом, что защитный слой не нарушается, чтобы позволить композиции предшественника аэрозоля находиться в прямом контакте с электропроводящим слоем нагревательного элемента. В качестве альтернативы, фраза может означать, что любая химическая реакция между защитным слоем и компонентом материала предшественника аэрозоля достаточно ограничена таким образом, что химические соединения, присутствующие в защитном слое, не высвобождаются (или образуются новые химические соединения) так, чтобы объединить с образованным аэрозолем для вдыхания потребителем.
[00105] В определенных вариантах реализации защитный слой может содержать материал на основе кремния, такой как диоксид кремния, нитрид кремния или карбид кремния. В качестве альтернативы, защитный слой может быть образован из оксида металла, такого как окись алюминия. Толщина защитного слоя может варьироваться с приведенными в качестве примера толщинами, включающими от примерно 0,1 микрона до примерно 1,0 микрона. Для нанесения защитного слоя может быть использован любой способ покрытия, известный в области техники, включая плазмохимическое осаждение из паровой фазы (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD).
[00106] На ФИГ. 7 показан вид сбоку испарителя 310, показывающий защитный слой 360, нанесенный на микротекстурированную поверхность элемента 324 для переноса жидкости. Следует отметить, что защитный слой 360 может быть нанесен на всю микротекстурированную поверхность или только на ее часть. Например, защитный слой 360 может быть нанесен только на область, охватывающую нагревательный элемент (см. ФИГ. 4-6) для предотвращения контакта между нагревательным элементом и композицией предшественника аэрозоля.
[00107] На ФИГ. 8A показан вид в перспективе другого варианта реализации картриджа 300’, который содержит мундштук 316’, внешний корпус 314’ и нагревательные выводы 320’ и 321’, которые функционируют эквивалентно, как описано по отношению к ФИГ. 3. Как показано в разобранном виде на ФИГ. 8B, картридж 300’ может дополнительно содержать трубку 362 для потока, выполненную с возможностью переноса аэрозоля из испарителя 310’ к мундштуку 316’. Композиция предшественника аэрозоля (не показана) может быть размещена в пространстве резервуара между внешним корпусом 314’ и внешними стенками трубки, образованной трубкой 362 для потока. Нагревательные выводы 320’ и 321’ обеспечивают электрическое соединение с испарителем 310’, который содержит элемент 324’ для переноса жидкости с микротекстурированной поверхностью, нагревательный элемент 326’ (например, проводящую пленку с узором) и два отверстия 330’ и 332’. Картридж 300’ дополнительно содержит основную пластину 364. Как показано на чертеже, в отличие от варианта реализации, показанного на ФИГ. 3, картридж 300’ содержит дискообразный вторичный элемент 340’ для переноса текучей среды, расположенный поверх периферии микротекстурированной поверхности элемента 324’ для переноса жидкости. Вторичный элемент 340’ для переноса текучей среды, который может быть выполнен из любых впитывающих материалов, указанных в настоящем документе, обеспечивает соединение по текучей среде между резервуаром, содержащим материал предшественника аэрозоля, и микротекстурированной поверхностью элемента 324’ для переноса текучей среды.
[00108] На ФИГ. 9-11 показан еще один дополнительный вариант реализации картриджа согласно настоящему изобретению. Как показано на ФИГ. 9, картридж 370 может содержать мундштук 372 и внешний резервуар 374. Испаритель 376 расположен по центру относительно резервуара 374. Как показано на видах в разрезе на ФИГ. 10 и 11, трубка 378 для потока обеспечивает путь для прохождения аэрозоля от испарителя 376 к мундштуку 372, а вторую трубку 379 для потока обеспечивает подачу воздуха, втянутого через устройство к испарителю.
[00109] Как показано на ФИГ. 10 и 11, испаритель 376 содержит элемент 380 для переноса жидкости с микротекстурированной поверхностью, имеющей электропроводящий пленочный нагревательный элемент 382, нанесенный на нее в виде шаблона. Испаритель 376 также включает два проходящих в продольном направлении вторичных элемента 386 для переноса жидкости (например, волокнистый фитиль или любой другой впитывающий материал, указанный в настоящем документе), которые проходят через два ряда отверстий таким образом, что вторичный элемент для переноса жидкости сообщается по текучей среде с помощью микротекстурированной поверхности. Противоположные концы 390, 392 каждого проходящего в продольном направлении элемента 386 для переноса жидкости проходят в резервуар 374 и, тем самым, обеспечивают путь для текучей среды композиции предшественника аэрозоля из резервуара к микротекстурированной поверхности. Винты 396, образованные из проводящего материала, удерживают испаритель 376 на месте и образуют часть электрического соединения между нагревательным элементом 382 и нагревательными выводами 398, 399.
[00110] Множество модификаций и других вариантов реализации изобретения станут очевидными для специалиста в уровне техники, к которому относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и связанных чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе, и то, что модификации и другие варианты реализации должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.