Электронная сигарета
Изобретение относится к электронной сигарете. Электронная сигарета содержит нагреватель для испарения жидкого вещества с целью создания пара, вставку мундштука с по меньшей мере двумя отклоняющими выпусками, расположенными на концах наклонных каналов; отклонитель воздушного потока, по меньшей мере частично расположенный около нагревателя и препятствующий поступающему воздуху снижать выход пара из-за охлаждения нагревателя во время циклов затяжки; внешнюю цилиндрическую трубку, проходящую в продольном направлении; внутреннюю цилиндрическую трубку, расположенную во внешней цилиндрической трубке; средство подачи жидкости, содержащее жидкое вещество и расположенное во внешнем кольцевом пространстве между внешней и внутренней цилиндрическими трубками; центральный воздушный канал, связанный с входным концом внутренней цилиндрической трубки; фитиль, связанный со средством подачи жидкости и с нагревателем так, чтобы подавать жидкое вещество к нагревателю с целью нагрева нагревателем жидкого вещества до температуры, достаточной для его испарения и образования пара во внутренней цилиндрической трубке; источник электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на нагреватель; и по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха, выполненное с возможностью подачи воздуха в центральный канал при затяжке электронной сигаретой, при этом нагреватель расположен во внутренней цилиндрической трубке на ее выходе с зазором относительно центрального воздушного канала; а отклонитель воздушного потока выполнен с возможностью отвода по меньшей мере некоторой части воздушного потока от поверхности нагревателя и содержит непроницаемую пробку, расположенную на выходном конце центрального воздушного канала, и по меньшей мере один радиальный воздушный канал, проходящий от входного конца центрального воздушного канала к внешнему продольному воздушному каналу, который, по меньшей мере частично, окружает выходной конец центрального воздушного канала, причем отклонитель воздушного потока выполнен с возможностью направления воздушного потока от поверхности нагревателя. Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенного выхода аэрозоля и лучший привкус во рту. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 27 ил.
Сущность изобретения
Электронная сигарета содержит нагреватель, обеспечивающий испарение жидкого вещества для создания аэрозоля, и отклонитель воздушного потока для уменьшения тенденции поступающего воздуха снижать рабочие характеристики нагревателя и выход аэрозоля из-за эффекта его охлаждающего воздействия на нагреватель во время затяжки. Электронная сигарета может также содержать вставку мундштука, содержащую по меньшей мере два отклоняющих выпуска.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана электронная сигарета в соответствии с первым вариантом ее выполнения, в которой вставка мундштука содержит отклоняющие выпуски, вид в разрезе;
на фиг. 2 - вставка мундштука для использования в электронной сигарете, показанной на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 3 - разрез по В-В на фиг. 2;
на фиг. 4 - вариант выполнения электронной сигареты с отклонителем воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 5 - отклонитель воздушного потока электронной сигареты, показанной на фиг. 4, вид в увеличенном масштабе;
на фиг. 6 - другой вариант выполнения электронной сигареты с отклонителем воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 7 - разрез по Α-A на фиг. 6;
на фиг. 8 - еще один вариант выполнения электронной сигареты с отклонителем воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 9 - электронная сигарета в соответствии с первым вариантом ее выполнения, дополнительно содержащая регулирующую гильзу, вид в разрезе;
на фиг. 10 - электронная сигарета с ароматической полоской на внешней поверхности, вид сверху;
на фиг. 11 - второй вариант выполнения вставки мундштука для использования в электронных сигаретах, показанных на фиг. 1, 4, 6 и 8, вид в разрезе;
на фиг. 12 - вставка мундштука, показанная на фиг. 11, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг. 13 - еще один вариант выполнения электронной сигареты с отклонителем воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 14 - разрез по А'-А' на фиг. 13;
на фиг. 15 - еще один вариант выполнения электронной сигареты с отклонителем воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 16 - отклонитель воздушного потока и резервуар электронной сигареты, показанной на фиг. 15, вид в перспективе в увеличенном масштабе;
на фиг. 17 - альтернативный вариант выполнения отклонителя воздушного потока и резервуара электронной сигареты, показанной на фиг. 15, вид в перспективе в увеличенном масштабе;
на фиг. 18 - еще один вариант выполнения электронной сигареты с отклонителем воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 19 - отклонитель воздушного потока и резервуар электронной сигареты, показанной на фиг. 18, вид в перспективе в увеличенном масштабе;
на фиг. 20 - альтернативный вариант выполнения отклонителя воздушного потока и резервуара электронной сигареты, показанной на фиг. 18, вид в перспективе в увеличенном масштабе;
на фиг. 21 - вариант выполнения электронной сигареты, содержащей резервуар, два нагревателя и два отклонителя воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 22 - резервуар с двумя отклонителями воздушного потока и двумя нагревателями электронной сигареты, показанной на фиг. 21, вид в перспективе в увеличенном масштабе;
на фиг. 23 - вариант выполнения, согласно которому электрические подключения к нагревателям расположены внутри резервуара, вид в поперечном разрезе;
на фиг. 24 - вариант выполнения электронной сигареты, содержащей резервуар и отклонитель воздушного потока, расположенные вокруг продольно проходящего фитиля, вид сверху в разрезе;
на фиг. 25 - резервуар, продольно проходящий фитиль и отклонитель воздушного потока электронной сигареты, показанной на фиг. 24, вид сбоку;
на фиг. 26 - альтернативный вариант выполнения резервуара с несколькими отсеками для жидкости, в каждом из которых имеется свой фитиль, нагреватель и отклонитель воздушного потока, вид сбоку;
на фиг. 27 - другой альтернативный вариант выполнения резервуара с несколькими отсеками для жидкости, в каждом из которых имеется свой фитиль, нагреватель и отклонитель воздушного потока, вид в перспективе.
Осуществление изобретения
Электронная сигарета обеспечивает повышенный выход аэрозоля и/или лучший привкус во рту при использовании одной или более вставок мундштука, содержащих по меньшей мере два наклонных, предпочтительно отклоняющих, выпуска, по меньшей мере один отклонитель воздушного потока и/или альтернативные материалы для конструкции электронной сигареты.
Не вдаваясь в теорию, использование вставки мундштука, имеющей по меньшей мере два наклонных, предпочтительно отклоняющих, выпуска, позволяет обеспечить большее распространение аэрозоля во рту курильщика, давая более полное ощущение во рту. Вставка мундштука также обеспечивает наличие задерживающей поверхности для сбора неаэрозольных капель жидкости, что препятствует выходу таких капель из вставки мундштука в неаэрозольной форме. Задерживающая поверхность вставки мундштука также действует для усиления теплоты за счет ударяющихся в эту поверхность капель в процессе курения.
Кроме того, не вдаваясь в теорию, использование отклонителя воздушного потока замедляет этот поток и/или перенаправляет по меньшей мере некоторую его часть вокруг поверхности нагревателя, уменьшая тем самым тенденцию засасываемого воздушного потока охлаждать нагреватель во время затяжки электронной сигаретой. Считается, что снижение воздействия охлаждения на нагреватель обеспечит больший выход аэрозоля во время более длительных и/или более сильных затяжек электронной сигаретой, как это ожидается курильщиком.
Как показано на фиг. 1, 4, 6, 8, 9 и 13, электронная сигарета 60 согласно изобретению содержит сменный картридж (или первую секцию) 70 и устройство многократного использования (или вторую секцию) 72, которые соединяются резьбовым соединением 205 или другим способом, например посредством скользящей посадки, собачки, зажима и/или застежки. Первая секция 70 содержит внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении, и внутреннюю трубку 62, коаксиально расположенную внутри внешней трубки или корпуса 6. Вторая секция 72 может также содержать внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении. В альтернативном варианте внешняя трубка 6 может быть единой трубкой, в которой размещаются как первая секция 70, так и вторая секция 72, при этом вся электронная сигарета 60 может быть одноразовой.
Электронная сигарета 60 может также содержать центральный воздушный канал 20 с расположенным перед ним уплотнением 15. Центральный воздушный канал 20 выходит во внутреннюю трубку 62. Кроме того, электронная сигарета 60 содержит резервуар 22 для подачи жидкости. Средство подачи жидкости содержит жидкое вещество и, как вариант, материал 21 для хранения в нем жидкости. Резервуар 22 для жидкости может располагаться во внешнем кольцевом пространстве между внешней и внутренней трубками 6 и 62. Это кольцевое пространство уплотняется на входном конце уплотнением 15, а на выходном конце - пробкой 10, предотвращая утечку жидкого вещества из резервуара 22.
В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 14 также располагается во внутренней трубке 62 на выходе и пространственно отделен от центрального воздушного канала 20. Нагреватель 14 может иметь форму катушки из проволоки, плоского тела, керамического тела, одиночного провода, решетку из резистивной проволоки или любую другую соответствующую форму. Фитиль 28 соединяется с жидким веществом в резервуаре 22 и с нагревателем 14 таким образом, чтобы жидкое вещество располагалось вблизи нагревателя 14. Фитиль 28 может быть выполнен из волокнистого гибкого материала. Предпочтительно фитиль 28 содержит по меньшей мере одну нить, способную вытягивать жидкость, более предпочтительно, фитиль 28 содержит связку нитей, которые могут содержать стеклянные (или керамические) волокна, а наиболее предпочтительно - связка содержит группу из свивки стеклянных нитей, предпочтительно, три таких свивки, которые способны затягивать жидкость через внутренние пространства между нитями за счет действия капиллярного эффекта. Во второй секции 72 расположен источник 1 электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на нагреватель 14. Электронная сигарета 60 также содержит по меньшей мере один впуск 44 воздуха, выполненный с возможностью подачи воздуха в центральный воздушный канал 20 и/или другие части внутренней трубки 62.
Электронная сигарета 60 дополнительно содержит вставку 8 мундштука, имеющую по меньшей мере два наклонных, предпочтительно отклоняющих, выпуска 24. Вставка 8 мундштука связана по текучей среде с центральным воздушным каналом 20 через внутренность внутренней трубки 62 и центральный канал 63, проходящий через пробку 10. Кроме того, как показано на фиг. 7 и 8, нагреватель 14 предпочтительно проходит поперек продольного направления и нагревает жидкое вещество до температуры, достаточной для его испарения и образования аэрозоля. В других вариантах осуществления изобретения возможны и другие ориентации нагревателя 14. Например, как показано на фиг. 13, нагреватель 14 и нагреваемый участок фитиля 28 могут быть расположены продольно внутри внутренней трубки 62. Предпочтительно, как показано, нагреватель 14 располагается по центру во внутренней трубке 62. Однако в других вариантах осуществления изобретения нагреватель 14 может быть расположен рядом с внутренней поверхностью внутренней трубки 62.
Как показано на фиг. 1, фитиль 28, резервуар 22 для жидкости и вставка 8 мундштука находятся в картридже 70, а источник 1 электропитания - во второй секции 72. В одном из вариантов осуществления изобретения первая секция (картридж) 70 является одноразовой, а вторая секция (крепление) 72 используется многократно. Секции 70 и 72 могут скрепляться резьбовым соединением 205, причем расположенная на выходе секция 70 может заменяться, когда жидкость в резервуаре 22 израсходована. Наличие отдельных первой и второй секций 70 и 72 дает много преимуществ. Во-первых, если первая секция 70 содержит по меньшей мере один нагреватель 14, резервуар 22 и фитиль 14, то все элементы, которые потенциально находятся в контакте с жидкостью, удаляются при замене первой секции 70. Таким образом, отсутствует любое перекрестное загрязнение между различными вставками 8 мундштука, например, при использовании различных жидких веществ. Кроме того, если первая секция 70 заменяется с соответствующими интервалами, маловероятно, что нагреватель будет засоряться жидкостью. Как вариант, первая и вторая секции 70 и 72 расположены так, чтобы соединяться друг с другом с возможностью разъединения.
В одном из вариантов осуществления изобретения, как показано на фиг. 10, внешняя трубка 6 может содержать прозрачное окно 71, выполненное из прозрачного материала, что позволяет курильщику видеть количество жидкого вещества, остающегося в резервуаре 22. Прозрачное окно 71 может проходить на по меньшей мере участке длины первой секции 70 и может проходить полностью или частично по окружности вокруг первой секции 70. В другом варианте внешняя трубка 6 может быть, по меньшей мере частично, изготовлена из прозрачного вещества, чтобы позволить курильщику видеть количество жидкого материала, остающееся в резервуаре 22.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одно отверстие 44 для впуска воздуха содержит одно или два отверстия 44, 44' для впуска воздуха. Альтернативно, может быть три, четыре, пять или больше отверстий для впуска воздуха. Предпочтительно иметь больше одного отверстия 44, 44' для впуска воздуха. Отверстия 44, 44' для впуска воздуха располагаются в различных местах вдоль электронной сигареты 60. Например, как показано на фиг. 1, отверстие 44а для впуска воздуха может находиться на входном конце сигареты рядом с датчиком 16 затяжки, чтобы датчик затяжки подавал электропитание на нагреватель после обнаружения затяжки курильщиком. Отверстие 44а для впуска воздуха должно сообщаться со вставкой 8 мундштука, чтобы тяга на вставке мундштука активировала датчик затяжки. Воздух из отверстия 44а для впуска воздуха может затем проходить вдоль батареи и к центральному воздушному каналу 20 через уплотнение 15 и/или к другим участкам внутренней трубки 62 и/или внешней трубки 6. По меньшей мере одно дополнительное отверстие 44, 44' для впуска воздуха может располагаться перед уплотнением 15 рядом с ним или в любом другом желательном месте. Изменение размеров и количества отверстий 44, 44' для впуска воздуха может также помочь в установлении сопротивления при затяжке электронной сигаретой 60.
Нагреватель 14 расположен так, чтобы соединяться с фитилем 28 и нагревать жидкое вещество, содержащееся в фитиле 28, до температуры, достаточной для испарения жидкого вещества и образования аэрозоля.
Предпочтительно нагреватель 14 представляет собой катушку из проволоки, окружающую фитиль 28. Примерами соответствующих электрорезистивных материалов являются титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примерами пригодных металлических сплавов являются нержавеющую сталь, сплавы, содержащие никель, кобальт, хром, алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, марганец и железо, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали. Например, нагреватель может быть выполнен из алюминидов никеля, материала со слоем окиси алюминия на поверхности, алюминидов железа и других композитных материалов, причем электрорезистивный материал, как вариант, может быть заложен внутрь, герметизирован или покрыт изолирующим материалом, или наоборот, в зависимости от кинетики передачи энергии и требующихся внешних физико-химических свойств. Предпочтительно, нагреватель 14 содержит по меньшей мере один из следующих материалов: нержавеющую сталь, медь, медные сплавы, хромоникелевые сплавы, суперсплавы или их комбинации. Как вариант, нагреватель 14 может быть выполнен из железохромовых сплавов. В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 14 может быть керамическим нагревателем, имеющим электрический резистивный слой на внешней поверхности.
В другом варианте осуществления изобретения нагреватель 14 может быть выполнен из алюминида железа (например, FeAl или Fe3Al), такого как описан в документе US 5595706, или алюминидов никеля (например, Ni3Al). Использование алюминидов железа особенно предпочтительно, поскольку они обладают высоким удельным сопротивлением. FeAl имеет удельное сопротивление приблизительно 180 микроОм, тогда как нержавеющая сталь имеет приблизительно 50-91 микроОм. Более высокое удельное сопротивление уменьшает ток или нагрузку на источник 1 электропитания (батарею).
В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 14 содержит катушку из проволоки, которая, по меньшей мере частично, окружает фитиль 28. В этом случае предпочтительно проволока является металлической проволокой, а катушка проходит частично вдоль фитиля 28. Катушка нагревателя может проходить полностью или частично вокруг фитиля 28. В другом варианте катушка нагревателя не контактирует с фитилем 28.
Предпочтительно, нагреватель 14 нагревает жидкость в фитиле 28 за счет теплопроводности. Альтернативно, теплота от нагревателя 14 может быть подведена к жидкости посредством теплопроводящего элемента или нагреватель 14 может передавать теплоту поступающему окружающему воздуху, который протягивается через электронную сигарету 60 во время использования и, в свою очередь, нагревает жидкость посредством конвекции.
В одном из вариантов осуществления изобретения фитиль содержит керамический материал или керамические волокна. Как отмечено выше, фитиль 28, по меньшей мере частично, окружен нагревателем 14. Кроме того, фитиль 28 может проходить через противоположные отверстия во внутренней трубке 62 таким образом, что концевые участки 29, 31 фитиля 28 контактируют с резервуаром 22.
Предпочтительно, фитиль 28 может содержать множество нитей или их связку. Нити, в целом, могут быть выровнены в направлении, поперечном продольному направлению электронной сигареты. В одном из вариантов осуществления изобретения структура фитиля 28 образована из керамических нитей, способных втягивать жидкость посредством действия капиллярного эффекта через внутренние пространства между нитями к нагревателю 14. Фитиль 28 может содержать нити с поперечным сечением крестовидной формы, формы клеверного листа, Y-образной формы или любой другой формы.
Фитиль 28 содержит любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются стеклянные нити и материалы на основе керамики или графита. Кроме того, фитиль 28 может иметь любую соответствующую капиллярность, пригодную для создания аэрозоля из жидкостей, имеющих различные физические свойства, такие как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара. Капиллярные свойства фитиля 28 в сочетании со свойствами жидкости должны обеспечивать постоянную влажность фитиля 28 в области нагревателя 14, чтобы избежать перегрева нагревателя 14.
Вместо использования фитиля может быть использован нагреватель из пористого материала достаточной капиллярности, который содержит резистивный нагреватель из материала, обладающего высоким электрическим сопротивлением и способного быстро создавать тепло.
В одном из вариантов осуществления изобретения фитиль 28 и волокнистый материал 21 резервуара 22 основаны на алюмооксидной керамике. В другом варианте фитиль 28 содержит стеклянные волокна, а волокнистый материал 21 содержит целлюлозу или терефталат полиэтилена.
Источник 1 электропитания может содержать батарею, расположенную в электронной сигарете 60 таким образом, чтобы анод находился по потоку ниже катода. Соединитель 4 анода батареи контактирует с нижним концом батареи. Нагреватель 14 соединяется с батареей двумя пространственно разнесенными электрическими выводами 26 (фиг. 4, 6 и 8).
Предпочтительно, соединение между нескрученными концевыми участками 27, 27' (фиг. 5) нагревателя 14 и электрическими выводами 26 является высокопроводящим и термостойким, тогда как нагреватель 14 обладает высоким сопротивлением, так что образование теплоты происходит прежде всего вдоль нагревателя 14, а не на контактах.
Батарея может быть литий-ионным аккумулятором или одной из его разновидностей, например литий-ионной полимерной батареей. Альтернативно, батарея может быть никель-металлгидридной, кадмий-никелевой, литий-марганцевой, литий-кобальтовой или топливной ячейкой. В этом случае электронная сигарета 60 может использоваться курильщиком до тех пор, пока не будет израсходована энергия в источнике электропитания. Альтернативно, источник 1 электропитания может быть перезаряжающимся и содержать электрическую схему, позволяющую перезаряжать батарею внешним зарядным устройством. В этом случае, предпочтительно, электрическая схема при зарядке обеспечивает подачу энергии для заданного количества затяжек, после которых электрическая схема должна повторно соединяться с внешним зарядным устройством.
Предпочтительно, электронная сигарета 60 также содержит схему управления, включающую в себя датчик 16 затяжки. Датчик 16 затяжки выполнен с возможностью обнаружения падения давления воздуха и инициирования подачи напряжения источника 1 электропитания на нагреватель 14. Схема управления может также содержать лампочку 48 включения нагревателя, выполненную с возможностью свечения при включенном нагревателе 14. Предпочтительно, лампочка 48 включения нагревателя содержит светодиод 48 и находится на входном конце электронной сигареты 60, так чтобы эта лампочка во время затяжки имела внешний вид тлеющего угля. Кроме того, лампочка 48 включения нагревателя может быть установлена так, чтобы быть видимой курильщику. Кроме того, лампочка 48 включения нагревателя может использоваться для диагностики системы сигареты. Лампочка 48 может также быть выполнена с возможностью ее включения и выключения курильщиком для обеспечения скрытности, чтобы при желании лампочка 48 не включалась во время курения.
Предпочтительно, по меньшей мере одно отверстие 44а впуска воздуха расположено рядом с датчиком 16 затяжки, так что датчик 16 затяжки определяет наличие воздушного потока, указывающего на совершаемую курильщиком затяжку, и включает источник 1 электропитания и лампочку 48, чтобы указать, что работает нагреватель 14.
Схема управления объединена с датчиком 16 затяжки и подает электропитание на нагреватель 14 при обнаружении датчиком 16 затяжки, предпочтительно с ограничением максимального периода времени.
Альтернативно, схема управления может содержать действующий вручную переключатель для курильщика, чтобы инициировать затяжку. Период времени подачи электрического тока на нагреватель может быть заранее установлен в зависимости от количества жидкости, которое желательно испарить. Схема управления предпочтительно программируема для этой цели. Альтернативно, схема может подавать электропитание на нагреватель, пока датчик затяжки обнаруживает падение давления.
Предпочтительно, когда нагреватель 14 активирован, он нагревает участок фитиля 28, окруженный нагревателем, приблизительно в течение не более 10 секунд, более предпочтительно не более приблизительно 7 секунд. Таким образом, цикл питания (или максимальная длительность затяжки) может находиться в диапазоне от приблизительно 2 секунд до приблизительно 10 секунд (например, от приблизительно 3 секунд до приблизительно 9 секунд, от приблизительно 4 секунд до приблизительно 8 секунд или от приблизительно 5 секунд до приблизительно 7 секунд).
В одном из вариантов осуществления изобретения резервуар 22 содержит материал 21 для хранения жидкости. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 1, 4, 6, 8, 9 и 13, резервуар 22 расположен во внешнем кольцевом пространстве 62 между внутренней и внешней трубками 62 и 6 и между пробкой 10 и уплотнением 15. Таким образом, резервуар 22, по меньшей мере частично, окружает центральный воздушный канал 20, а нагреватель 14 и фитиль проходят между участками резервуара 22. Предпочтительно, материал для хранения жидкости является волокнистым, таким как хлопок, полиэтилен, полиэфир, искусственный шелк и их комбинации. Предпочтительно, волокна имеют диаметр от приблизительно 6 мкм до приблизительно 15 мкм (например, от приблизительно 8 мкм до приблизительно 12 мкм или от приблизительно 9 мкм до приблизительно 11 мкм). Материал 21 хранения жидкости может быть спеченным, пористым или вспененным. Предпочтительно, размер волокон выбран так, чтобы эти волокна невозможно было вдохнуть, а поперечное сечение этих волокон может иметь крестообразную форму, форму клеверного листа или любую другую подходящую форму. Как вариант, резервуар 22 может представлять собой заполняемую емкость, не имеющую волокнистого материала 21 для хранения жидкости, такую как показано на фиг. 15-26.
Предпочтительно, жидкое вещество имеет точку кипения, пригодную для использования в электронной сигарете 60. Если точка кипения будет слишком высокой, то нагреватель 14 будет не в состоянии испарить содержащуюся в фитиле 28 жидкость. Однако, если точка кипения будет слишком низка, жидкость может испаряться без включения нагревателя 14.
Жидкое вещество может содержать табакосодержащий материал, в том числе летучие табачные ароматы, испускаемые жидкостью при нагревании. Жидкость может также быть материалом, содержащим аромат табака или никотиносодержащий материал. Альтернативно или в дополнение, жидкость может содержать нетабачный материал. Например, жидкость может содержать воду, растворители, этиловый спирт, экстракты растений и естественные или искусственные ароматизаторы. Предпочтительно, жидкость дополнительно содержит формирователь аэрозоля. Примерами соответствующих формирователей аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
При использовании жидкий материал переходит из резервуара 22 и/или материала 21 для хранения жидкости в область нагревателя 14 с помощью капиллярного действия фитиля 28. В одном из вариантов осуществления изобретения фитиль 28 имеет первый концевой участок 29 и второй противоположный концевой участок 31, как показано на фиг. 4. Первый и второй концевые участки 29 и 31 входят в материал 21 для хранения жидкости с противоположных сторон для контакта с жидким веществом. Также предпочтительно, нагреватель 14, по меньшей мере частично, окружает центральную часть фитиля 28 таким образом, что при включенном нагревателе жидкость на центральном участке фитиля 28 испаряется, образуя аэрозоль.
Одно из преимуществ такого варианта осуществления изобретения состоит в том, что жидкое вещество в резервуаре 22 защищено от кислорода (потому что кислород обычно не может войти в область хранения жидкости через фитиль), поэтому риск ухудшения жидкого вещества значительно снижен. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения, когда внешняя трубка 6 непрозрачна, резервуар 22 защищен от света, что значительно снижает риск ухудшения жидкого вещества. Таким образом, может поддерживаться высокий уровень срока годности и чистоты.
Как показано на фиг. 2 и 3, вставка 8 мундштука содержит по меньшей мере два отклоняющих выпуска 24 (например, 3, 4, 5 или больше, предпочтительно от 2 до 10 выпусков или больше, более предпочтительно 2-6 каналов выпуска, еще более предпочтительно 4 канала выпуска). Предпочтительно, выпуски 24 вставки 8 мундштука располагаются на концах наклонных каналов 80 и под углом относительно продольного направления электронной сигареты 60 (то есть в разных направлениях). Используемый здесь термин «наклонный» означает расположенный под углом к продольному направлению электронной сигареты. Также предпочтительно, вставка 8 мундштука (или направляющая потока) содержит выпуски, равномерно распределенные вокруг вставки 8 мундштука, чтобы по существу равномерно распределять аэрозоль во рту курильщика во время использования. Таким образом, по мере прохода аэрозоля в рот курильщика этот аэрозоль движется в различных направлениях, обеспечивая восприятие всем ртом в отличие от электронных сигарет с одним осевым отверстием, направляющих аэрозоль в единственное место во рту курильщика.
Кроме того, выпуски 24 и наклонные каналы 80 располагаются таким образом, что капельки не ставшего аэрозолем жидкого материала переносятся на внутренние поверхности 81, воздействующие на аэрозоль во вставке мундштука и/или внутренние поверхности наклонных каналов таким образом, что капельки удаляются или разрушаются. Выпуски вставки мундштука могут располагаться на концах наклонных каналов, поворачиваясь на 5-60° относительно центральной оси внешней трубки 6, чтобы более полно распределить аэрозоль по всему рту курильщика и удалить капельки.
Предпочтительно, каждый выпуск имеет диаметр от приблизительно 0,015 дюйма до приблизительно 0,090 дюйма (например, от приблизительно 0,020 дюйма до приблизительно 0,040 дюйма или от приблизительно 0,028 дюйма до приблизительно 0,038 дюйма). Размер выпусков 24 и наклонных каналов 80 вместе с количеством выпусков может выбираться, чтобы при желании регулировать сопротивление затяжки электронной сигареты 60.
Как показано на фиг. 1, внутренняя поверхность 81 вставки 8 мундштука может содержать, в целом, куполообразную поверхность. Альтернативно, как показано на фиг. 3, внутренняя поверхность 81' вставки 8 мундштука может быть по существу цилиндрической или усеченной конической с плоской торцевой поверхностью. Предпочтительно, внутренняя поверхность является по существу однородной по поверхности или симметричной вокруг продольной оси вставки 8 мундштука. Однако в других случаях внутренняя поверхность может быть нерегулярной и/или иметь другие формы.
Предпочтительно, вставка 8 мундштука целиком закреплена внутри трубки 6 картриджа 70. Кроме того, вставка 8 мундштука может быть изготовлена из полимера, например из полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, поливинилхлорида, полиэфиркетона (PEEK) или их комбинаций. Вставка 8 мундштука может также быть при желании окрашена.
Электронная сигарета 60 также может содержать различные варианты выполнения отклонителя воздушного потока или средства отклонения воздушного потока, показанные на фиг. 4, 6, 8, 13, 15-26. Отклонитель воздушного потока выполнен с возможностью управления воздушным потоком на нагревателе или вблизи него, чтобы уменьшить тенденцию протягиваемого воздуха к охлаждению нагревателя, что может в результате приводить к уменьшению выхода аэрозоля.
Как показано на фиг. 4 и 5, электронная сигарета 60 может содержать отклонитель воздушного потока в виде непроницаемой пробки 30, находящейся в конце 82 центрального воздушного канала 20 в уплотнении 15. Предпочтительно, центральный воздушный канал 20 проходит в осевом направлении через уплотнение 15, которое уплотняет впускной конец кольцевого пространства между внешней и внутренней трубками 6, 62. Отклонитель воздушного потока может предпочтительно содержать по меньшей мере один радиальный воздушный канал 32, направляющий воздух из центрального канала 20 наружу в направлении внутренней трубки 62 и во внешний воздушный канал 84, образованный внешней боковой поверхностью выходного торцевого участка уплотнения 15 и внутренней стенкой внутренней трубки 62.
Предпочтительно, диаметр отверстия центрального воздушного канала 20 по существу равен диаметру по меньшей мере одного радиального воздушного канала 32. Также предпочтительно, диаметр отверстия центрального воздушного канала 20 и по меньшей мере одного радиального воздушного канала 32 находится в диапазоне от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 3,5 мм (например, от приблизительно 2,0 мм до приблизительно 3,0 мм). Как вариант, диаметр отверстия центрального воздушного канала 20 и по меньшей мере одного радиального воздушного канала 32 может регулироваться, чтобы управлять сопротивлением затяжки электронной сигаретой 60. При использовании воздушные потоки в отверстии центрального воздушного канала 20 проходят по меньшей мере через один радиальный воздушный канал 32 в воздушный канал 84, так что на центральную часть нагревателя 14 направляется меньшая часть воздушного потока, минимизируя упомянутый эффект охлаждения нагревателя 14 воздушным потоком во время циклического нагревания. Таким образом, поступающий воздух направляется от центра нагревателя 14 и скорость воздуха после нагревателя снижается по сравнению с тем, когда воздух проходит через центральное отверстие в уплотнении 15, ориентированном прямо по линии на среднюю часть нагревателя 14.
В другом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 6 и 7, отклонитель воздушного потока может иметь форму диска 34, расположенного между выходом уплотнения 15 и нагревателем 14. В диске 34 выполнено по меньшей мере одно отверстие 36 в поперечной стенке на выходном конце внешней трубчатой стенки 90. Также предпочтительно, по меньшей мере одно отверстие 36 расположено наклонно, чтобы направлять воздух наружу в направлении внутренней стенки трубки 62. Во время затяжки диск 34 отклоняет воздушный поток от центральной части нагревателя 14, противодействуя тенденции воздушного потока охлаждать нагреватель в результате сильной или длительной затяжки курильщиком. Таким образом, нагреватель 14 по существу защищается от охлаждения во время циклического нагревания, предотвращая снижение количества аэрозоля, образующегося во время затяжки.
Как показано на фиг. 13 и 14, нагреватель 14 ориентирован продольно внутри внутренней трубки 62, а диск 34 содержит по меньшей мере одно отверстие 36, расположенное так, чтобы направлять воздушный поток асимметрично и/или радиально от центрального положения нагревателя 14. В варианте осуществления изобретения, когда нагреватель 14 ориентирован продольно внутри внутренней трубки 62 и соседствует с внутренней стенкой внутренней трубки 62, отверстия 36 могут располагаться так, чтобы направлять по меньшей мере часть воздушного потока от нагревателя 14 для уменьшения эффекта охлаждения нагревателя 14 воздушным потоком во время энергетического цикла, и/или располагаться так, чтобы замедлять воздушный поток для достижения того же эффекта.
В еще одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8, отклонитель воздушного потока содержит коническую часть 40, проходящую от выходного торца 82 укороченного центрального воздушного канала 20. При укорочении центрального канала 20 по сравнению с другими вариантами нагреватель 14 помещается дальше от центрального канала 20, позволяя воздушному потоку уменьшить скорость, прежде чем он войдет в контакт с нагревателем 14, уменьшая тем самым тенденцию воздушного потока к охлаждению нагревателя 14. Альтернативно, нагреватель 14 может быть передвинут ближе к вставке 8 мундштука и дальше от центрального воздушного канала 20, чтобы предоставить достаточные время и/или пространство воздушному потоку для уменьшения его скорости с целью достижения того же эффекта уменьшения охлаждения.
Предпочтительно, добавление конусной части 40 обеспечивает увеличение диаметра отверстия, что может замедлить воздушный поток, так чтобы скорость воздуха на нагревателе 14 или вокруг него снизилась для уменьшения эффекта охлаждения воздухом нагревателя 14 во время циклов затяжки. Предпочтительно, диаметр большого (выходного) конца конусной части 40 имеет диапазон от приблизительно 2,0 мм до приблизительно 4,0 мм, а более предпочтительно от приблизительно 2,5 мм до приблизительно 3,5 мм.
Диаметр отверстия центрального воздушного канала 20 и диаметр меньшего и/или большего конца конусной секции 40 могут регулироваться, чтобы управлять сопротивлением затяжки электронной сигареты 60.
Предпочтительно, отклонитель воздушного потока в различных вариантах выполнения направляет воздушный поток, управляя его скоростью (скоростью и/или направлением). Например, отклонитель воздушного потока может направить воздушный поток в конкретном направлении и/или изменить скорость воздушного потока. Скоростью воздушного потока можно управлять, изменяя площадь проходного сечения воздушного потока. Воздушный поток, проходя через сужающееся сечение, увеличивает свою скорость, а проходя через расширяющееся сечение уменьшает скорость.
Электронная сигарета 60 имеет приблизительно тот же размер, что и обычная сигарета. В некоторых вариантах осуществления изобретения электронная сигарета 60 может иметь длину от приблизительно 80 мм до приблизительно 110 мм, предпочтительно от приблизительно 80 мм до приблизительно 100 мм в длину и от приблизительно 7 мм до приблизительно 8 мм в диаметре. Например, в одном из вариантов осуществления изобретения, длина электронной сигареты составляет приблизительно 84 мм, а диаметр - приблизительно 7,8 мм.
Электронная сигарета 60, показанная на фиг. 1, 4, 6 и 8, может также содержать фильтрующую часть перед нагревателем 14, обеспечивающую ограничение потока воздуха через электронную сигарету 60. Добавление фильтрующей части может помочь отрегулировать сопротивление затяжке.
Внешняя трубка 6 и/или внутренняя трубка 62 может быть изготовлена из любого соответствующего материала или комбинации материалов. Примерами подходящих материалов являются металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопластики, пригодные для еды или фармацевтических применений, например полипропилен, полиэфиркетон (PEEK), керамику и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.
Как показано на фиг. 9, электронная сигарета 60 может также содержать гильзу 87, расположенную с возможностью перемещения и/или вращения вокруг внешней трубки 6 рядом с первой секцией 70 электронной сигареты 70. Кроме того, гильза 87 изолирует по меньшей мере участок первой секции 70, позволяя сохранять температуру аэрозоля до подачи его курильщику. Гильза 87 может вращаться вокруг электронной сигареты 60 и имеет разделенные промежутками щели 88, расположенные по окружности гильзы таким образом, чтобы они совпадали с отверстиями 44 для впуска воздуха в первой секции 70, позволяя воздуху проходить в электронную сигарету 60 при затяжке курильщика. Перед или во время курения курильщик может повернуть гильзу 87 так, чтобы отверстия 44 для впуска воздуха, по меньшей мере частично, перекрывались гильзой 87, регулируя сопротивление затяжке и/или вентиляцию электронной сигареты 60.
Предпочтительно, гильза 87 изготавливается из силикона или другого гибкого материала, чтобы обеспечить курильщику приятное ощущение при пользовании. Однако гильза 87 может изготавливаться из одной или более частей и из множества материалов, в том числе из пластмассы, металла или их комбинации. В данном случае гильза 87 является единственной частью из силикона. Гильза 87 может выниматься и использоваться повторно с другими электронными сигаретами или может выбрасываться вместе с первой секцией 70. Гильза 87 может иметь любой подходящий цвет и/или может содержать графику или другие знаки.
Как показано на фиг. 10, электронная сигарета 60 может также иметь ароматизирующую полоску 89, расположенную на внешней поверхности 91 первой и/или второй секции 70, 72. Альтернативно, ароматизирующая полоска 89 может располагаться на гильзе 87. Предпочтительно, ароматизирующая полоска 89 располагается между батареей устройства и нагревателем так, чтобы она находилась вблизи носа курильщика во время курения. Ароматизирующая полоска 89 может содержать ароматизирующий гель, пленку или раствор, включая ароматизирующее вещество, который высвобождается перед и/или во время курения. Как вариант, ароматизирующая полоска может располагаться внутри первой секции 70 (не показано), и аромат геля, текучей среды и/или раствора может высвобождаться под действием затяжки. Альтернативно, высвобождение аромата может вызываться теплом, создаваемым нагревателем 14.
Ароматизирующая полоска 89 может содержать экстракты аромата табака. Такой экстракт может быть получен путем размалывания табачного материала на мелкие части и экстракции его с помощью органического растворителя в течение нескольких часов при встряхивании смеси. Экстракт затем фильтруется, высушивается (например, сульфатом натрия) и концентрируется при контролируемых температуре и давлении. Альтернативно, экстракты могут быть получены способами, известными в области ароматической химии, например способом дистилляции Solvent Assisted Flavor Extraction (SAFE) (Engel и др., 1999 г.), который позволяет отделить летучую фракцию от нелетучей. Дополнительно, для дальнейшего разделения и/или изоляции конкретных составов могут использоваться способы фракционирования по pH и хроматографические способы. Интенсивность экстракта может регулироваться путем разбавления его органическим растворителем или водой.
Ароматизирующая полоска 89 может быть полимерной или бумажной, на которую нанесен экстракт, например, кистью или пропиткой. Альтернативно, экстракт может быть инкапсулирован в бумажное кольцо и/или полоску и высвобождаться вручную курильщиком, например, путем нажатия на ароматическую полоску 89 во время курения.
В альтернативном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 11 и 12, в электронной сигарете, показанной на фиг. 1, 4, 6 и 8, вставка 8 мундштука может содержать неподвижную часть 27 и вращающуюся часть 25. Как в неподвижной части 27, так и во вращающейся части 25 выполнены выпуски 24, 24'. Один или несколько выпусков 24, 24' выравниваются, как показано, чтобы позволить аэрозолю поступать в рот курильщика. Однако вращающаяся часть 25 может поворачиваться относительно вставки 8 мундштука и, по меньшей мере частично, блокировать один или несколько выпусков 24 в неподвижной части 27. Таким образом, потребитель может регулировать количество аэрозоля, вытягиваемое с каждой затяжкой. Выпуски 24, 24' могут быть сформированы во вставке 8 мундштука со стороны выпускного конца электронной сигареты таким образом, чтобы обеспечить более полное ощущение во рту курильщика во время вдыхания аэрозоля.
Отклонитель воздушного потока может содержать дополнительный второй фитиль, расположенный рядом с нагревателем 14, но перед ним. Второй фитиль отклоняет часть воздушного потока вокруг нагревателя 14.
В другом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 15, электронная сигарета 60 содержит сменный картридж (или первую секцию) 70 и принадлежность многократного использования (или вторую секцию) 72, которые соединяются вместе резьбовым соединением 205 или другим способом, таким как скользящая посадка, собачка, зажим и/или застежка. Вторая секция 72 может быть построена в соответствии с принципами, рассмотренными выше, например, такими как показаны и описаны со ссылкой на фиг. 1.
В этом показанном на фиг. 15 варианте осуществления изобретения первая секция 70 содержит внешнюю трубку 6 (или корпус), проходящую в продольном направлении, и резервуар 22 для жидкости в форме усеченного цилиндра, расположенный между соединением 205 и вставкой 8 мундштука. Предпочтительно, резервуар 22 содержит отдельный полый корпус, выполненный из термостойкой пластмассы или плетеного стекловолокна. Резервуар 22 обычно имеет форму вытянутого цилиндра, срезанного с одной стороны. В поперечном сечении резервуар 22, если смотреть на него по направлению стрелки «х» (фиг. 16), срезан так, что его поперечный размер составляет приблизительно две трети диаметра резервуара 22. Этот размер может меняться в других вариантах осуществления изобретения в зависимости от конструктивных требований, таких как требуемая емкость резервуара или необходимость в наличии пространства внутри корпуса 6 для нагревателей и для прохода воздушного потока. Например, на фиг. 15 показан резервуар 22 полукруглого поперечного сечения или поперечный размер этого резервуара составляет половину его диаметра.
Резервуар 22 может быть выполнен отдельно от корпуса 6 и содержать продольные плоскую панель 101 и изогнутую панель 103. Предпочтительно изогнутая панель 103 согласована или совпадает с внутренней поверхностью 127 внешней трубки 6. Это предполагает, что резервуар 22 может удерживаться на месте в корпусе 6 посредством таких элементов, как ребра 333 и 333', расположенные в заданных местах вдоль внутренней поверхности 127 внешнего корпуса 6, или посредством скользящего соединения (см., например, фиг. 22), или посадки трением, или застежки/защелки, или другими приспособлениями. Кроме или вместо этого, диски 10 и 15 из впитывающего жидкость материала могут быть помещены напротив внутренних участков резервуара 22, чтобы удерживать его на месте, а также поглощать любую жидкость, которая может по неосторожности выплеснуться из резервуара 22 или фитиля 28. Каждый из дисков 10, 15 может иметь отверстие 11 для прохода через него воздуха и/или аэрозоля.
Предпочтительно, фитиль 28 соединен с внутренним объемом резервуара 22 и связан с нагревателем 14 таким образом, что фитиль 28 вытягивает жидкость из резервуара 22 посредством действия капиллярного эффекта вблизи нагревателя 14. Фитиль 28 предпочтительно представляет собой связку гибких нитей, концевые участки 29 и 31 которых расположены в пределах границ резервуара 22. Предпочтительно, содержимое резервуара является жидкостью, как описано выше. Предпочтительно, концевые участки 29, 31 фитиля 28 занимают существенные участки внутренности объемного резервуара, так что ориентация сигареты 60 не влияет на способность фитиля 28 вытягивать жидкость. Как вариант, резервуар 22 может содержать нити, или марлю, или волокнистый материал, чтобы поддерживать распространение жидкости внутри резервуара 22.
Предпочтительно, нагреватель 14 может содержать катушку из электрически резистивной проволоки, окружающую часть фитиля 28. Вместо этого или дополнительно, вместо катушки нагреватель может содержать одиночный провод, решетку из проводов, печатный «провод», металлическую сетку или другую конструкцию. Нагреватель 14 и соответствующий участок 28 фитиля могут быть расположены по центру плоской панели 101 резервуара 22, как показано на фиг. 16, или могут быть расположены на одном ее конце, или могут быть одним или двумя или более нагревателями 14, расположенными по центру или с противоположных концов плоской панели 101.
Как показано на фиг. 15 и 16, рядом с нагревателем 14 расположен отклонитель 100 потока. Отклонитель 100 может иметь форму по существу овального экрана или стенки 105, проходящей наружу от плоскости плоской панели 101 и вблизи нагревателя 14 и фитиля 28 так, чтобы набегающий воздушный поток отклонялся от нагревателя 14, снижая тем самым количество воздуха, протягиваемого непосредственно через нагреватель, по сравнению с конструкцией без отклонителя.
Предпочтительно, овальная стена 105 открыта на конце, так что когда нагреватель 14 включается, чтобы создать свежий аэрозоль вблизи него, такой перенасыщенный аэрозоль забирается из области отклонителя 100. Такое расположение высвобождает аэрозоль, используя вытяжное действие или эффект Вентури для воздуха, проходящего через нагреватель 14 и открытый на конце отклонитель 100. Как вариант, в стенке 105 отклонителя 100 могут быть выполнены отверстия 107, так чтобы действие тяги воздуха, имеющего тенденцию к забору аэрозоля из области отклонителя 100, не работало против разрежения. Размеры этих отверстий 107 выбираются так, чтобы обеспечить оптимальное количество воздуха, который будет затянут в зону отклонителя 100. Таким образом, количество воздуха, затянутого в зону контакта с нагревателем 14, уменьшается и регулируется так, что существенная часть приходящего воздушного потока отклоняется и обходит нагреватель 14 даже во время уменьшенной тяги через электронную сигарету 60.
Кроме того, отверстия 107 могут быть использованы для направления концевых участков 27, 27' нагревателя 14 или могут использоваться отдельные отверстия или бороздки. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 16, концевые участки 27, 27' нагревателя 14 и электрические выводы 26 и 26' присоединены к электрическим контактам 111, 111', установленным на плоской панели 101 рядом с местом расположения отклонителя 100. Вместо этого электрические контакты 111, 111' могут устанавливаться непосредственно на стенке 105', как показано на фиг. 17.
Овальный экран 105 отклонителя (фиг. 16) является симметричным вдоль продольной оси, так что отклонитель 100 может быть размещен в ориентации, показанной на фиг. 16, или повернут на 180° от этой ориентации, что облегчает изготовление и сборку изделия 60 для курения.
Как показано на фиг 17, овальная стенка 105' отклонителя 100 может иметь открытый на конце выходной участок 109, дополнительно облегчающий выпуск аэрозоля, находящегося вокруг нагревателя 14. Это предполагает, что стенка 105 отклонителя 100 может принимать U-образную или V-образную форму и может содержать выгнутый участок, по меньшей мере частично закрывающий нагреватель 14. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 15-17, овальная стенка 105 экрана сориентирована так, что ее продольная ось по существу параллельна продольной оси изделия 60 для курения.
Как показано на фиг. 18, 19 и 20, ориентация отклонителя 100 и нагревателя 14 может быть поперечной к продольной оси изделия 60 для курения. Учитывая, что одна из прежних ориентаций может минимизировать нарушение воздушного потока, другая ориентация может создавать большее количество вихрей и т.п., чтобы способствовать смешиванию воздуха с аэрозолем.
Что касается различных вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг. 15-20, предполагается, что резервуар 22 на одном его конце может иметь крышку 335. При снятой крышке 335 резервуар 22 может быть заполнен жидкостью. Для фиксации крышки 335 могут использоваться фрикционное крепление или защелки или крышка 335 может быть запаяна на месте. Предполагается, что для заполнения могут использоваться и другие части конструкции резервуара 22. Например, вместо крышки 335 может быть использована плоская панель 101, выполненная в виде отдельно присоединяемой части. Преимущество отдельно присоединяемой плоской панели 101 заключается в том, что конструкция отклонителя 100 может прикрепляться или изготавливаться за одно целое с плоской панелью 101 до ее прикрепления к остальной части резервуара 22. Такая конструкция также облегчает установку фитиля 28 и нагревателя 14 внутри границ отклонителя 100. Это также предполагает, что отклонитель 100 может быть отдельной частью в форме бочонка или башмака с донной стенкой, имеющей отверстия для приема концевых участков 29, 31 фитиля 28. Такая конструкция может облегчить установку фитиля 28 и нагревателя 14 в пределах границ отдельного отклонителя 100 для последующего прикрепления к плоской стенке 101.
Как показано на фиг. 15-20, когда курильщик затягивается через мундштук электронного изделия 60 для курения, датчик давления и схема 16 управления включают нагреватель 14 в соответствии с энергетическим циклом, таким как описано выше. В этих случаях воздух входит в изделие для курения через одно или несколько отверстий 44, 44' и затем подается к мундштуку 8 через канал 110, образованный резервуаром 22 и противоположными внутренними поверхностями 127 внешнего корпуса 6. После этого аэрозоль, созданный нагревателем 14 и фитилем 28, смешивается с воздухом, и результирующий аэрозоль (пар) протягивается через мундштук 8 с многочисленными отверстиями.
С появлением отклонителя 100 в этих вариантах осуществления изобретения существенная часть воздушного потока, входящего в канал 110, обходит нагреватель 14 таким образом, что действие сильной тяги в изделии 60 для курения не увеличивает или не охлаждения нагревателя 14, которое, как ранее описано, может прекратить желаемое действие нагревателя. Вместо этого, нагреватель 14, огражденный отклонителем 100, может формировать аэрозоль при управляемом или пониженном охлаждающем эффекте проходящего воздушного потока.
Как показано на фиг. 21 и 22, резервуар 22 может иметь форму пустотелого по существу прямоугольного корпуса, который может вставляться внутрь внешнего корпуса 6. В этом случае форма верхней и нижней панелей 122 и 124 может быть выполнена согласованной с кривизной внутренних поверхностей внутренней поверхности 127 внешней трубки 6, чтобы обеспечить фрикционную посадку резервуара 22 во внешнем корпусе 6. В другом варианте верхняя и нижняя панели 122 и 124 могут содержать канавки 123, 125, проходящие продольно вдоль длины резервуара 22. В этом случае канавки 123, 125 совпадают с направляющими выступами 126, 128, проходящими продольно вдоль внутренней поверхности 127 внешнего корпуса 6 так, чтобы резервуар 22 мог скользить и направляться в заданное положение относительно вставки 8 мундштука. В обоих вариантах осуществления изобретения резервуар 22 предпочтительно отделяется промежутком от мундштука 8 на заданное расстояние, чтобы обеспечить пространство для смешивания аэрозоля, образующегося в нагревателях 14а, 14b, и проходящего воздушного потока. Как вариант, один или оба направляющих выступа 126, 128 и канавки 123 и 125 могут быть снабжены собачками, захватами или другими устройствами для фиксации резервуара 22 в заданном месте относительно внешнего корпуса 6. Вместо этого или дополнительно могут использоваться ребра 333, 333', показанные на фиг. 15, для удержания резервуара 22, показанного на фиг. 21.
Нагреватель 14а и фитиль 28а предпочтительно располагаются в центральном месте вдоль одной боковой панели или панели 131а, которая снабжена отклонителем 100а в соответствии с принципами, изложенными выше со ссылкой на фиг. 15-20. Хотя нагреватель 14а, фитиль 28а и отклонитель 100а показаны в продольной ориентации, они могут быть ориентированы в поперечном направлении, и более чем одна такая конструкция может быть расположена вдоль боковой панели 131а. Предпочтительно, подобная конструкция располагается на противоположной боковой панели 131b таким образом, чтобы резервуар 22 питал два фитиля 28а, 28b или больше. Хотя нагреватели 14а и 14b показаны как противоположные, они могут быть смещены друг относительно друга или расположены на одной и той же боковой панели 131а, 131b. Также со ссылкой на фиг. 27, предполагается, что резервуар 22 может быть разделен на отсеки или на части таким образом, что внутри раздельных отсеков 22' и 22ʺ резервуара 22 отдельно хранятся первая и вторая жидкости. В таком случае первые нагреватель 14' и фитиль 28' могут работать с первым отсеком для создания аэрозоля из первой жидкости; а вторые нагреватель 14ʺ и фитиль 28ʺ могут работать со вторым отсеком для создания аэрозоля из второй жидкости. Схема 16 управления может программироваться так, чтобы отдельно управлять каждым нагревателем 14', 14ʺ в соответствии с параметрами, соответствующими требованиям к созданию аэрозоля из двух (или более) отдельных компонентов жидкостей.
Как показано на фиг. 21-23, электрическое подключение к нагревателям 14а и 14b может содержать наличие электрических контактов 140, 140' в верхней части резервуара 22, причем каждый контакт предпочтительно имеет форму продольной полоски или дорожки, проходящей по длине вдоль верхней панели 122. Вместо этого или дополнительно контакты 140, 140' могут быть расположены вдоль концевых панелей 138 и/или 138' резервуара 22. Электрическое подключение анода и катода батареи 1 осуществляется через выводы 26, которые могут либо перемещаться для приведения в контакт полосками 140, 140', либо электрически присоединяться как часть сборочного узла электронного изделия 60 для курения. Подключения к нагревателям 14а, 14b могут устанавливаться снаружи резервуара 22, пропуская концевые части 27, 27' нагревателя 14, 14' через бороздки или отверстия, выполненные в стенке 105 отклонителя или другого приспособления, как показано на фиг. 22.
Альтернативно, как, в частности, показано на фиг. 23, концевые участки 27, 27' каждого нагревателя 14а, 14b могут быть присоединены к тем же самым или их собственным контактным полоскам 140, 140' через электрические выводы 145, 146, расположенные внутри резервуара 22.
Как показано на фиг. 22, нижняя панель 124 может быть отдельно сформированной частью, которая защелкивается или заделывается с использованием тепла на остальной части конструкции резервуара, чтобы облегчить сборку и установку электрических соединений, а также заполнение резервуара 22. Также предполагается, что другие части резервуара 22 могут быть выбраны в качестве отдельной части. Аналогично, отклонители 100а, 100b могут формироваться за одно целое с боковыми панелями 131а или 131b или формироваться как отдельная часть в форме бочонка или башмака.
Так же как и других вариантах осуществления изобретения, воздух затягивается в изделие 60 для курения через отверстия 44, 44' и затем проходит вдоль боковых панелей 131а и 131b резервуара 22. Существенная часть воздуха отклоняется и обходит промежуточную область сборочных узлов нагревателя и фитиля за счет наличия и близости отклонителей 100 потока. Аэрозоль, сформированный в областях, близких к нагревателям 14а и 14b, протягивается и смешивается с воздушным потоком прежде, чем он пройдет через вставку 8 мундштука с многочисленными отверстиями.
В другом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 24 и 25, резервуар 22 выполнен таким же, как в вариантах, описанных со ссылкой на фиг. 21-23, но при этом фитиль 28 имеет концевой участок 29, проходящий вдоль внутренности резервуара 22, и концевой участок 31, проходящий в продольном направлении наружу от концевой панели 138 резервуара 22. Проходящий снаружи участок 31 фитиля 28 взаимодействует с нагревателем 14, как описано выше. Как вариант, на свободном конце фитиля 28 имеется крышка 139. Концевые участки 27, 27' нагревателя 14 могут соединяться с контактными полосками 140, 140' или другими устройствами, как описано выше, в том числе посредством прямого соединения с выводами 26 изделия 60 для курения.
В этом варианте осуществления изобретения предпочтительно отклонитель потока 100с располагается вокруг как участка 31 фитиля, так и вокруг нагревателя 14 и имеет форму цилиндра с открытым выходным концом. При работе воздух протягивается вдоль резервуара 22, поскольку аэрозоль формируется внутри границ отклонителя 100с потока. По мере того, как воздух проходит через отклонитель 100с потока, вновь образованный аэрозоль вытягивается из зоны отклонителя 100с и смешивается с воздушным потоком, прежде чем будет затянут через вставку 8 мундштука.
В этом случае отклонитель 100с потока снабжен портами или отверстиями 146, чтобы позволить некоторой части воздуха войти в границы отклонителя 100с потока и облегчить вытягивание вновь созданного аэрозоля. Благодаря такой конструкции аэрозоль вытягивается без необходимости преодолевать сопротивление вакуума.
В другом варианте осуществления изобретения концевая пробка 139 может содержать радиальные расширения 139', чтобы способствовать смешиванию недавно полученного аэрозоля с проходящим воздушным потоком. Предполагается, что радиальное расширение 139' может быть подобным диску, чтобы обеспечить места столкновений для разбиения и/или сбора больших частиц в аэрозоле.
Учитывая, что вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 24 и 25, имеет один отклонитель 100с на выходном конце резервуара 22, на входном конце резервуара 22 в дополнение (или взамен) к показанному на фиг. 25 может быть сконструировано другое подобное устройство из фитиля/нагревателя/отклонителя.
На фиг. 26 показано, что прямоугольная форма резервуара 22, такая как описано со ссылкой на фиг. 21-23, может быть разделена внутренней перегородкой 147 так, что входной фитиль 28' тянет одну жидкость из одного отсека 22', а находящийся на выходе фитиль 28' тянет жидкость из второго отсека 22ʺ. Такое расположение может обеспечить отдельные подключения к нагревателям, чтобы входной нагреватель 14' мог вести нагревание в соответствии с рабочими параметрами, отличными от рабочих параметров выходного нагревателя 14, удовлетворяя различные требования по нагреванию рецептур или компонентов.
Хотя на фиг. 24-26 резервуар 22 показан и описан как прямоугольный, он может иметь и другие формы, например, иметь цилиндрический корпус, который уменьшен относительно внутренности внешнего корпуса 6, чтобы допускать проход воздушного потока.
Приведенные выше примеры относятся к модификации электронного изделия 60, таким образом, что он содержат отклонитель воздушного потока, который полностью меняет скорость и/или направление воздушного потока, чтобы противодействовать тенденции к охлаждению нагревателя 14 воздушным потоком.
Изложенные принципы применимы и к электронным сигарам, и ссылки на «электронную сигарету(-ы)» и «электронные изделия для курения» относятся также к электронным сигарам и т.п.
Использование слова «примерно» в настоящем описании в сочетании с численным значением подразумевает, что соответствующее численное значение содержит допуск ±10% относительно указанного численного значения. Кроме того, когда в этом описании делается ссылка на проценты, имеется в виду, что проценты относятся к весу, то есть используются весовые проценты.
Кроме того, когда слова «в целом» и «по существу» используются в сочетании с геометрическими формами, имеется в виду, что точность геометрической формы не требуется, но что широта для формы находится в пределах объема раскрытия. При использовании с геометрическими терминами слов «в целом» и «по существу» предполагается, что используются не только формы, удовлетворяющие строгим определениям, но также и формы, приближенные к ним.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что описанная с достаточными подробностями новая электронная сигарета является улучшенной. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что описанные выше особенности электронной сигареты могут быть модифицированы и заменены эквивалентами, по существу не отступающими от сущности и не выходящими за объем изобретения. Соответственно, явно подразумевается, что все такие модификации, вариации, замены и эквиваленты, которые попадают в рамки сущности и объема изобретения, определенного формулой изобретения, охватываются этой формулой изобретения.
1. Электронная сигарета, содержащая:
нагреватель для испарения жидкого вещества с целью создания пара,
вставку мундштука с по меньшей мере двумя отклоняющими выпусками, расположенными на концах наклонных каналов;
отклонитель воздушного потока, по меньшей мере частично расположенный около нагревателя и препятствующий поступающему воздуху снижать выход пара из-за охлаждения нагревателя во время циклов затяжки;
внешнюю цилиндрическую трубку, проходящую в продольном направлении;
внутреннюю цилиндрическую трубку, расположенную во внешней цилиндрической трубке;
средство подачи жидкости, содержащее жидкое вещество и расположенное во внешнем кольцевом пространстве между внешней и внутренней цилиндрическими трубками;
центральный воздушный канал, связанный с входным концом внутренней цилиндрической трубки;
фитиль, связанный со средством подачи жидкости и с нагревателем так, чтобы подавать жидкое вещество к нагревателю с целью нагрева нагревателем жидкого вещества до температуры, достаточной для его испарения и образования пара во внутренней цилиндрической трубке;
источник электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на нагреватель; и
по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха, выполненное с возможностью подачи воздуха в центральный канал при затяжке электронной сигаретой, при этом
нагреватель расположен во внутренней цилиндрической трубке на ее выходе с зазором относительно центрального воздушного канала; а
отклонитель воздушного потока выполнен с возможностью отвода по меньшей мере некоторой части воздушного потока от поверхности нагревателя и содержит непроницаемую пробку, расположенную на выходном конце центрального воздушного канала, и по меньшей мере один радиальный воздушный канал, проходящий от входного конца центрального воздушного канала к внешнему продольному воздушному каналу, который, по меньшей мере частично, окружает выходной конец центрального воздушного канала, причем отклонитель воздушного потока выполнен с возможностью направления воздушного потока от поверхности нагревателя.
2. Электронная сигарета по п. 1, в которой вставка мундштука соединена по текучей среде с центральным воздушным каналом через внутреннюю цилиндрическую трубку.
3. Электронная сигарета по п. 1, в которой нагреватель представляет собой катушку из проволоки, содержащей по меньшей мере один из следующих материалов: нержавеющую сталь, медь, медные сплавы, хромоникелевые сплавы, железоалюминиевые сплавы, железохромовые сплавы, суперсплавы, алюминиды железа, алюминиды никеля, или из комбинаций этих материалов.
4. Электронная сигарета по п. 1, в которой фитиль содержит одну или более нитей.
5. Электронная сигарета по п. 1, в которой источник электропитания содержит батарею.
6. Электронная сигарета по п. 5, в которой нагреватель соединяется с батареей двумя пространственно разнесенными электрическими выводами.
7. Электронная сигарета по п. 1, дополнительно содержащая схему управления, содержащую датчик затяжки, выполненный с возможностью обнаружения воздушного потока и инициирования подачи напряжения от источника электропитания на нагреватель.
8. Электронная сигарета по п. 7, в которой рядом с датчиком затяжки и/или рядом с центральным воздушным каналом расположено по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха.
9. Электронная сигарета по п. 7, в которой схема управления дополнительно содержит лампочку включения нагревателя, расположенную на входном конце электронной сигареты и выполненную с возможностью включения при включении нагревателя.
10. Электронная сигарета по п. 1, в которой средство подачи жидкости дополнительно содержит материал для хранения жидкости, представляющий собой искусственный шелк, полиэфир, полиэтилен, хлопок, керамику, полиэфиркетон (PEEK) или их комбинацию.
11. Электронная сигарета по п. 1, содержащая соединенные между собой первую и вторую секции, причем фитиль, средство подачи жидкости и вставка мундштука расположены в первой секции, а источник электропитания - во второй секции.
12. Электронная сигарета по п. 11, в которой первая и вторая секции имеют одинаковый внешний диаметр, при этом первая секция является выходной и одноразовой, а вторая секция является входной и многократного использования.
13. Электронная сигарета по п. 1, в которой по меньшей мере один радиальный воздушный канал имеет примерно тот же диаметр, что и центральный воздушный канал.
14. Электронная сигарета по п. 1, в которой на конце вставки мундштука по меньшей мере два отклоняющих выпуска повернуты под углом от приблизительно 5° до приблизительно 60° относительно продольного направления электронной сигареты, так чтобы переносимые в аэрозоле капли ударялись в боковые поверхности наклонных каналов.
15. Электронная сигарета по п. 1, дополнительно содержащая регулирующую гильзу, окружающую участок внешней трубки, прилегающий к ее мундштуку, и выполненную с возможностью регулировки потока воздуха, поступающего в электронную сигарету во время каждой затяжки, для обеспечения более мягкого ощущения во рту.
16. Электронная сигарета по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну ароматизированную полоску, выполненную с возможностью высвобождения аромата перед и во время курения.
17. Электронная сигарета по п. 1, в которой вставка мундштука содержит неподвижную часть и вращающуюся часть, причем как неподвижная, так и вращающаяся части имеют выпускные отверстия.
18. Электронная сигарета, содержащая:
средство подачи жидкости, содержащее жидкое вещество;
нагреватель для испарения жидкого вещества с целью создания пара; и
отклонитель воздушного потока для препятствования уменьшения выхода пара за счет охлаждения нагревателя поступающим воздухом во время циклов затяжки, по меньшей мере частично расположенный около нагревателя и включающий в себя непроницаемую пробку, расположенную в центральном воздушном канале на выходном его конце, и
по меньшей мере один радиальный воздушный канал, проходящий от входного конца центрального воздушного канала к внешнему продольному воздушному каналу, который, по меньшей мере частично, окружает выходной конец центрального воздушного канала, при этом элемент отклонения воздушного потока выполнен с возможностью направления воздушного потока от поверхности нагревателя.
19. Электронная сигарета по п. 18, дополнительно содержащая:
внешнюю цилиндрическую трубку, проходящую в продольном направлении;
внутреннюю цилиндрическую трубку, расположенную во внешней цилиндрической трубке;
центральный воздушный канал, связанный с входным концом внутренней цилиндрической трубки;
средство подачи жидкости, содержащее жидкое вещество и расположенное во внешнем кольцевом пространстве между внешней и внутренней цилиндрическими трубками;
нагреватель, расположенный во внутренней цилиндрической трубке на ее выходе с зазором относительно центрального воздушного канала;
фитиль, связанный со средством подачи жидкости и с нагревателем так, чтобы подавать жидкое вещество к нагревателю с целью нагрева нагревателем жидкого вещества до температуры, достаточной для его испарения и образования аэрозоля во внутренней цилиндрической трубке;
источник электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на нагреватель;
по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха, выполненное с возможностью засасывания воздуха в центральный канал за счет затяжки электронной сигаретой; и
мундштук с по меньшей мере двумя выходными отверстиями, соединенный по текучей среде с центральным воздушным каналом через внутреннюю цилиндрическую трубку.
20. Электронная сигарета по п. 18, в которой по меньшей мере один радиальный воздушный канал имеет примерно тот же диаметр, что и центральный воздушный канал.
21. Электронная сигарета, содержащая:
средство подачи жидкости, содержащее жидкое вещество;
нагреватель для испарения жидкого вещества с целью создания пара; и
отклонитель воздушного потока для препятствования уменьшения выхода пара за счет охлаждения нагревателя поступающим воздухом во время циклов затяжки, по меньшей мере частично расположенный около нагревателя и включающий в себя диск с по меньшей мере одним отверстием, причем диск выполнен с возможностью отклонения воздушного потока от поверхности нагревателя для уменьшения изменения температуры нагревателя от создаваемой курильщиком тяги.
22. Электронная сигарета по п. 21, в которой диск содержит внешнюю трубчатую стенку.
23. Электронная сигарета по п. 21, в которой диск изготовлен из одного из следующих материалов: пластмассы, картона, полимеров, вспененной бумаги или из их комбинаций.
24. Электронная сигарета, содержащая:
нагреватель для испарения жидкого вещества с целью создания пара;
вставку мундштука с по меньшей мере двумя отклоняющими выпусками, расположенными на концах наклонных каналов;
отклонитель воздушного потока, по меньшей мере частично расположенный около нагревателя и препятствующий поступающему воздуху снижать выход пара из-за охлаждения нагревателя во время циклов затяжки;
внешнюю цилиндрическую трубку, проходящую в продольном направлении;
внутреннюю цилиндрическую трубку, расположенную во внешней цилиндрической трубке;
средство подачи жидкости, содержащее жидкое вещество и расположенное во внешнем кольцевом пространстве между внешней и внутренней цилиндрическими трубками;
центральный воздушный канал, связанный с входным концом внутренней цилиндрической трубки;
фитиль, связанный со средством подачи жидкости и с нагревателем так, чтобы подавать жидкое вещество к нагревателю с целью нагрева нагревателем жидкого вещества до температуры, достаточной для его испарения и образования аэрозоля во внутренней цилиндрической трубке;
источник электропитания, выполненный с возможностью подачи напряжения на нагреватель; и
по меньшей мере одно отверстие для впуска воздуха, выполненное с возможностью засасывания воздуха в центральный канал за счет затяжки электронной сигаретой; при этом
нагреватель расположен во внутренней цилиндрической трубке на ее выходе с зазором относительно центрального воздушного канала, а
отклонитель воздушного потока выполнен с возможностью отвода по меньшей мере некоторой части воздушного потока от поверхности нагревателя и содержит диск с по меньшей мере одним отверстием, причем диск выполнен с возможностью отклонения воздушного потока от поверхности нагревателя для уменьшения изменения температуры нагревателя от создаваемой курильщиком тяги.
25. Электронная сигарета по п. 24, в которой диск содержит внешнюю трубчатую стенку, а по меньшей мере одно отверстие проходит под углом к продольному направлению.
26. Электронная сигарета по п. 24, в которой диск изготовлен из одного из следующих материалов: пластмассы, картона, полимеров, вспененной бумаги или из их комбинаций.
