Система, генерирующая аэрозоль, и способ подачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, посредством нагнетаемого воздуха
Изобретение относится к системе, генерирующей аэрозоль, которая содержит часть для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, испаритель для испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, насос для нагнетания воздуха в часть для хранения жидкости для вытеснения объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, и для подачи вытесненного объема субстрата, образующего аэрозоль, в испаритель, при этом насос представляет собой микронасос, выполненный с возможностью нагнетания заданного объема воздуха за одну активацию насоса, и при этом насос выполнен с возможностью вытеснения заданного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости в испаритель за одну активацию насоса. Технический результат заключается в исключении доставки в испаритель разрывов жидкого субстрата, образующего аэрозоль. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, таким как удерживаемые рукой электрические системы, генерирующие аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, является жидким и содержится в части для хранения жидкости.
Известные системы, генерирующие аэрозоль, содержат устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, которое содержит часть для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит насос и испаритель. Во время работы такой системы, генерирующей аэрозоль, насос принимает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости и перекачивает принятый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в испаритель. Испаритель подает тепло на жидкий субстрат, образующий аэрозоль, с помощью нагревателя. Путем нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, генерируется аэрозоль, который может вдыхать, например, пользователь системы, генерирующей аэрозоль.
Во время работы ориентация системы, генерирующей аэрозоль, может изменяться пользователем, удерживающим систему, генерирующую аэрозоль. В зависимости от текущей ориентации воздушные пузырьки могут всасываться через насос. В таком случае нежелательные разрывы жидкого субстрата, образующего аэрозоль, будут доставлены в испаритель. Таким образом, объем аэрозоля, сгенерированного испарителем, может изменяться от активации к активации насоса и может отличаться от требуемой дозы. Более того, в долгосрочной перспективе насос может быть поврежден пузырьками в нагнетаемом воздухе вследствие образования пустот, его производительность может ухудшиться, и его срок службы может сократиться. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, обычно является очень вязким. Однако, насосы, доступные на рынке для использования в системах, генерирующих аэрозоль, зачастую изначально проектируют для других целей, и в частности для перекачивания растворов на водной основе, которые в диапазоне от 10 до 500 раз более жидкие и менее вязкие, чем жидкие субстраты, образующие аэрозоль, для систем, генерирующих аэрозоль. Таким образом, перекачивание весьма вязкого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и подача заданного объема такой жидкости представляют трудности для такого насоса. Более того, на сроке службы насоса может негативно сказаться перекачивание весьма вязкого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вместо раствора на водной основе.
Предпочтительно, создать улучшенную систему, генерирующую аэрозоль, которая позволяет подавать заданный объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на испаритель вне зависимости от существующей ориентации или по меньшей мере в широком диапазоне ориентации системы, генерирующей аэрозоль. Более того, предпочтительно создать систему, генерирующую аэрозоль, с увеличенным сроком службы насоса, доступного на рынке и изначально предназначенного для перекачивания растворов с низкой вязкостью.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая часть для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, насос и испаритель. Испаритель выполнен с возможностью испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Насос выполнен с возможностью нагнетания воздуха в часть для хранения жидкости для вытеснения объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, и для подачи вытесненного объема субстрата, образующего аэрозоль, в испаритель.
Насос нагнетает воздух в часть для хранения жидкости, содержащую жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Воздух, нагнетаемый в часть для хранения жидкости, вытесняет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, таким образом, что объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подается без пузырьков из части для хранения жидкости на испаритель. Объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подаваемого на испаритель, зависит от объема сжатого воздуха, нагнетаемого в часть для хранения жидкости. Насос располагают раньше по ходу потока относительно части для хранения жидкости и не размещают между частью для хранения жидкости и испарителем. Таким образом, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, не перекачивают посредством насоса. Тем самым избегают возникновения проблем, связанных с перекачиванием жидкого субстрата, образующего аэрозоль, имеющего высокую вязкость, посредством насоса. Так как насос нагнетает только воздух, насос не может быть поврежден вследствие образования пустот воздушными пузырьками, содержащимися в перекачиваемой жидкости, в зависимости от настоящей ориентации системы, генерирующей аэрозоль. Поэтому система, генерирующая аэрозоль, выполнена с возможностью надежной доставки предназначенного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на испаритель и испарения доставленного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в широком диапазоне ориентации системы, генерирующей аэрозоль, предпочтительно независимо от существующей ориентации системы, генерирующей аэрозоль.
Насос предпочтительно расположен раньше по ходу потока относительно части для хранения жидкости. В контексте данного документа термины «раньше по ходу потока», «дальше по ходу потока», «ближний», «дальний», «передний» и «задний» употребляют для описания относительных положений компонентов или частей компонентов системы, генерирующей аэрозоль, относительно направления, в котором пользователь осуществляет затяжку на системе, генерирующей аэрозоль, во время ее использования. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать мундштучный конец, через который при использовании аэрозоль выходит из системы, генерирующей аэрозоль, и доставляется пользователю. Мундштучный конец, может также называться ближним концом. При использовании пользователь осуществляет затяжку на ближнем, или мундштучном конце системы, генерирующей аэрозоль, с целью вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит дальний конец, противоположный ближнему или мундштучному концу. Ближний конец или мундштучный конец, системы, генерирующей аэрозоль, также может называться расположенным дальше по ходу потока концом.. Дальний конец системы, генерирующей аэрозоль, также может называться расположенным раньше по ходу потока концом. Так как насос расположен раньше по ходу потока относительно части для хранения жидкости, насос расположен ближе к дальнему концу по сравнению с частью для хранения жидкости. Компоненты или части компонентов системы, генерирующей аэрозоль, могут быть описаны в качестве расположенных раньше по ходу потока или расположенных дальше по ходу потока относительно друг друга, исходя из их относительных положений между ближним, расположенным дальше по ходу потока или мундштучным концом и дальним, или расположенным раньше по ходу потока концом системы, генерирующей аэрозоль.
Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью испарения жидких субстратов, образующих аэрозоль, имеющих сравнительно высокую вязкость по сравнению с водой. Вязкость такого жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может быть в диапазоне приблизительно от 10 до 500 миллипаскаль-секунд, предпочтительно в диапазоне приблизительно от 17 до 86 миллипаскаль-секунд.
Насос предпочтительно выполнен таким образом, что во время активации насоса в насос входит только воздух. Таким образом, через насос не проходит никакого вязкого жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Насос предпочтительно представляет собой микронасос, выполненный с возможностью нагнетания заданного объема воздуха за одну активацию насоса.
Насос предпочтительно выполнен с возможностью вытеснения заданного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости на испаритель за одну активацию насоса. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по существу является несжимаемым, так что объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, не зависит от давления жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Насос может быть тщательно настроен для вытеснения требуемого объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в испаритель. Для вытеснения требуемого объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, в часть для хранения жидкости посредством насоса следует нагнетать определенный объем воздуха. Сжатый воздух, нагнетаемый в часть для хранения жидкости, занимает объем жидкости, вытесненной из части для хранения жидкости сжатым воздухом. Для поддержания определенного давления сжатого воздуха в части для хранения жидкости на входе в часть для хранения жидкости может быть предусмотрен одноходовой клапан. Предпочтительно, насос нагнетает воздух постоянного давления в часть для хранения жидкости таким образом, что объем нагнетаемого воздуха соответствует вытесненному объему жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно, насос позволяет выполнять подачу жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по требованию с низким расходом, например, приблизительно от 0,5 до 2 микролитров в секунду для интервалов переменной или постоянной длительности. Расход жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подаваемого на испаритель, может зависеть от частоты подачи насоса. Для достижения требуемого расхода жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подходящая частота подачи насоса может быть определена по таблице преобразования, содержащей соответствия между требуемыми удельными значения расхода и значениями рабочей удельной частоты подачи. Требуемый расход жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может быть достигнут путем настройки подходящим образом или регулировки частоты подачи, исходя из таблицы преобразования.
Предпочтительно, система, генерирующая аэрозоль, содержит трубку, через которую объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подают из части для хранения жидкости в испаритель, расположенный дальше по ходу потока относительно открытого конца трубки.
Трубка может представлять собой сопло. Трубка может содержать любой подходящий материал, например, стекло, силикон, металл, например, нержавеющую сталь или пластиковый материал, например, полиэфирэфиркетон (PEEK). Размер трубки может соответствовать размеру выпускного отверстия части для хранения жидкости. Например, трубка может иметь диаметр приблизительно от 1 до 2 миллиметров, но возможны и другие размеры. Трубка может представлять собой капиллярное сопло, имеющее диаметр приблизительно 1 миллиметр, например, стеклянное сопло, соединенное с выпускным отверстием части для хранения жидкости посредством силиконовой трубки. Предпочтительно, трубка содержит капиллярную трубку. Поперечное сечение капиллярной трубки может иметь круглую, эллиптическую, треугольную, прямоугольную или любую другую подходящую форму для передачи жидкости. Предпочтительно, по меньшей мере размер ширины площади поперечного сечения капиллярной трубки может быть выбран таким образом, чтобы быть достаточно небольшим, чтобы, с одной стороны, присутствовали капиллярные силы. В то же время, предпочтительно, площадь поперечного сечения капиллярной трубки является достаточно большой с тем, чтобы на нагревательный элемент можно было передавать подходящий объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль. В целом, площадь поперечного сечения капиллярной трубки в некоторых примерах составляет менее 4 квадратных миллиметров, менее 1 квадратного миллиметра или менее 0,5 квадратного миллиметра.
Предпочтительно, испаритель содержит нагреватель для нагревания подаваемого объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Нагреватель представляет собой любое устройство, подходящее для нагревания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и испаряющее по меньшей мере часть жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с целью образования аэрозоля. Нагреватель для примера может представлять собой нагревательную катушку, нагревательный капилляр, нагревательную сетку или нагревательную металлическую пластину. Нагреватель для примера может представлять собой резистивный нагреватель, который получает электропитание и преобразовывает по меньшей мере часть полученного электропитания в тепловую энергию. Нагреватель может содержать только один нагревательный элемент или несколько нагревательных элементов. Температурой нагревательного элемента или элементов предпочтительно управляют посредством электрической схемы.
Испаритель может содержать в качестве нагревательного элемента нагревательную катушку, проходящую от трубки в продольном направлении. Нагревательная катушка может быть установлена поперечно трубке. Нагревательная катушка может совпадать с открытым концом трубки на величину до 3 миллиметров, предпочтительно на величину до 1 миллиметра. В некоторых примерах между открытым концом трубки и нагревательной катушкой может быть расстояние. Длина нагревательной катушки может составлять от 2 миллиметров до 9 миллиметров, предпочтительно от 3 миллиметров до 6 миллиметров. Диаметр нагревательной катушки может быть выбран таким, что один конец нагревательной катушки может быть установлен вокруг трубки. Диаметр нагревательной катушки может составлять от 1 миллиметра до 5 миллиметров, предпочтительно от 2 миллиметров до 4 миллиметров.
Испаритель может содержать в качестве нагревательного элемента конический нагреватель, проходящий от трубки в продольном направлении. Конический нагреватель может совпадать с открытым концом трубки. В некоторых примерах между открытым концом трубки и коническим нагревателем может быть расстояние от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра. Длина образующей конуса конического нагревателя может составлять от 2 миллиметров до 7 миллиметров, предпочтительно от 2,5 миллиметров до 5 миллиметров. Диаметр конического нагревателя на виде в поперечном сечении может увеличиваться, если следовать длине образующей конуса от одного конца к другому, от первого диаметра ко второму диаметру. Первый диаметр может составлять от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра. Второй диаметр может составлять от 1,2 миллиметра до 3 миллиметров, предпочтительно от 1,5 миллиметра до 2 миллиметров. Предпочтительно, конический нагреватель расположен таким образом, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, выходящий из трубки, проходит конический нагреватель на первом диаметре перед прохождением на втором диаметре. Первый диаметр конического нагревателя может быть выбран таким, что один конец конического нагревателя может быть установлен вокруг трубки.
Испаритель может содержать в качестве нагревательного элемента плоский нагреватель, например, со сплошной или сетчатой поверхностью. Испаритель может содержать в качестве нагревательного элемента сетчатый нагреватель. Испаритель может содержать в качестве нагревательного элемента компоновку из нитей.
Испаритель может содержать по меньшей мере одно из твердой, гибкой, пористой и перфорированной подложки, на которую нагревательный элемент, например, может быть по меньшей мере установлен, напечатан, осажден, протравлен и нанесен. Подложка может быть полимерной или керамической подложкой.
Как насос, так и нагреватель могут быть приведены в действие системой обнаружения затяжки. Альтернативно, насос и нагреватель могут быть приведены в действие путем нажатия кнопки включения/выключения, удерживаемой в течение затяжки пользователем.
Предпочтительно, система, генерирующая аэрозоль, содержит камеру, в которую подается объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Нагреватель испарителя расположен внутри камеры дальше по ходу потока относительно выпускного отверстия части для хранения жидкости.
Предпочтительно, часть для хранения жидкости выполнена с возможностью хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для подачи на испаритель и для получения воздуха от насоса. Часть для хранения жидкости может быть выполнена в виде контейнера или резервуара для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Предпочтительно, часть для хранения жидкости содержит средства для сбора воздуха, полученного от насоса, и средства для препятствования прохождению в испаритель воздуха, нагнетаемого в часть для хранения жидкости. С целью предотвращения обратного выхода полученного воздуха в насос, часть для хранения жидкости может содержать одноходовой клапан в качестве впускного отверстия для получения воздуха от насоса.
Предпочтительно, средства для сбора воздуха, полученного от насоса, и средства для препятствования прохождению в испаритель воздуха, нагнетаемого в часть для хранения жидкости, представляют собой разделительный блок, который разделяет часть для хранения жидкости на первую емкость для хранения и вторую емкость для хранения. Первая емкость для хранения соединена с насосом для приема воздуха. Вторая емкость для хранения соединена с испарителем. Разделительный блок выполнен таким образом, чтобы позволять проходить жидкому субстрату, образующему аэрозоль, и препятствовать прохождению воздуха из первой во вторую емкость для хранения. Разделительный блок может быть реализован посредством обеспечения в части для хранения жидкости по меньшей мере одной разделительной стенки между первой и второй емкостями для хранения и по меньшей мере одного зазора или клапана, предпочтительно одноходового клапана, для прохождения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по существу без воздушных пузырьков из первой емкости для хранения во вторую емкость для хранения. Разделительный блок может быть выполнен таким образом, что зазор или клапан расположены ниже уровня заполнения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в первой емкости для хранения в широком диапазоне ориентаций части для хранения жидкости. Таким способом разделительный блок позволяет осуществлять подачу жидкости без воздушных пузырьков в широком диапазоне ориентации части для хранения жидкости.
Предпочтительно, часть для хранения жидкости выполнена с возможностью присоединения по меньшей мере к одному из насоса и испарителя с помощью соответствующего соединения, герметично уплотненного по отношению к окружающей атмосфере. Предпочтительно, соединения выполнены в виде самовосстанавливающихся поддающихся прокалыванию мембран. В мембранах предотвращается нежелательная утечка жидкого субстрата, образующего аэрозоль, хранящегося в части для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости может быть выполнена в виде заменяемого бака или контейнера. Для присоединения заменяемой части для хранения жидкости к насосу и/или испарителю соответствующая иглообразная полая трубка может быть пропущена сквозь соответствующую мембрану. Когда насос и/или испаритель соединены с частью для хранения жидкости, в мембранах предотвращаются нежелательная утечка жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и утечка воздуха из части для хранения жидкости и в нее.
Предпочтительно, система, генерирующая аэрозоль, содержит главный блок и картридж, при этом картридж может быть соединен с возможностью съема с главным блоком, при этом главный блок может содержать блок питания, при этом в картридже может быть предусмотрена часть для хранения жидкости, и при этом в главном блоке может быть предусмотрен насос. Предпочтительно, главный блок дополнительно содержит испаритель.
Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать электрическую схему, соединенную с испарителем и с блоком электропитания. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления испарителя и предпочтительно управления подачей питания на испаритель в зависимости от электрического сопротивления испарителя.
Электрическая схема может содержать контроллер с микропроцессором, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на испаритель. Питание может подаваться на испаритель непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на испаритель в виде импульсов электрического тока.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью установки или регулирования частоты подачи насоса и/или управления подачей питания на насос.
Система, генерирующая аэрозоль, преимущественно содержит блок питания, обычно батарею, например, внутри главной части корпуса. Блок питания может представлять собой устройство накопления заряда, такое как конденсатор. Блок питания может требовать перезарядки и может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов; например, блок питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя в сборе.
Для обеспечения попадания окружающего воздуха в систему, генерирующую аэрозоль, по меньшей мере одно полуоткрытое впускное отверстие предусмотрено в стенке корпуса системы, генерирующей аэрозоль, предпочтительно в стенке противоположной испарителю, предпочтительно в нижней стенке. Полуоткрытое впускное отверстие предпочтительно обеспечивает попадание воздуха в систему, генерирующую аэрозоль, но ни воздух, ни жидкость не выходят из системы, генерирующей аэрозоль, через полуоткрытое впускное отверстие. Полуоткрытое впускное отверстие может являться, например, полупроницаемой мембраной, проницаемой только для воздуха в одном направлении, но непроницаемой для воздуха и жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие может также являться, например, одноходовым клапаном. Предпочтительно, полуоткрытые впускные отверстия обеспечивают прохождение воздуха через впускное отверстие только при соблюдении конкретных условий, например, минимального понижения давления в системе, генерирующей аэрозоль, или прохождения через клапан или мембрану некоторого объема воздуха. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь дополнительное впускное отверстие для воздуха для всасывания внутрь окружающего воздуха работающим насосом.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагревания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при нагревании. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может, в качестве альтернативы, содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Предпочтительно, система, генерирующая аэрозоль, является портативной. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр, составляющий от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ генерирования аэрозоля, при этом способ включает этапы: обеспечения части для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль; нагнетания воздуха с помощью насоса в часть для хранения жидкости с вытеснением посредством воздуха, нагнетаемого в часть для хранения жидкости, объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости в испаритель; и испарение испарителем по меньшей мере части вытесненного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
Предпочтительно, объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на дополнительном этапе вытесняют без воздушных пузырьков из части для хранения жидкости в испаритель.
Насос предпочтительно представляет собой микронасос и нагнетает заданный объем воздуха за одну активацию насоса.
Предпочтительно, заданный объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, на дополнительном этапе вытесняют из части для хранения жидкости в испаритель за счет одной активации насоса.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применены к другим аспектам настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг 1A и фиг 1B показаны вид в перспективе и вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 2 представлен вид в перспективе части для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1A и фиг. 1B показано схематическое изображение системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система, генерирующая аэрозоль, содержит главный блок и перезаправляемый или заменяемый картридж с частью 5 для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости выполнена с возможностью хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Главный блок содержит главную часть 10 и мундштучную часть 12. Главная часть 10 содержит блок 1 питания, например, батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея, электронную схему 2, полость для вмещения картриджа, микронасос 3, представляющий насос, и испаритель 7. Электрические соединители 8, 9 предусмотрены по сторонам главной части 10 для обеспечения электрического соединения между электрической схемой 2, блоком 1 питания и испарителем 7. Микронасос 3 выполнен с возможностью при работе всасывать воздух в его впускное отверстие и обеспечивать нагнетаемый воздух на его выпускном отверстии. Трубка 4 предусмотрена для соединения выпускного отверстия микронасоса 3 с впускным отверстием части 5 для хранения жидкости. При работе микронасос 3 нагнетает воздух посредством трубки 4, которая является воздухонепроницаемой для окружающей среды, в часть 5 для хранения жидкости. Сжатый воздух, нагнетаемый во впускное отверстие части 5 для хранения жидкости, вытесняет объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через выпускное отверстие части 5 для хранения жидкости в трубку 6. Трубка 6 направляет поток жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из выпускного отверстия части 5 для хранения жидкости в участок для осаждения нагревательного элемента испарителя 7. Расход жидкого субстрата, образующего аэрозоль, определяется установленной частотой подачи микронасоса 3. Мундштучная часть 12 содержит множество впускных отверстий 11 для воздуха и выпускное отверстие 13. При использовании пользователь осуществляет втягивание или затяжку на выпускном отверстии 13 для втягивания воздуха сквозь впускные отверстия 11 для воздуха через мундштучную часть 12 в выпускное отверстие 13, а затем в рот или легкие пользователя. Внутренние перегородки предусмотрены для того, чтобы заставлять воздух протекать через мундштучную часть 12. Испаритель 7 выполнен с возможностью нагревания жидкого субстрата, образующего аэрозоль, непосредственно после того, как жидкий субстрат, образующий аэрозоль, выйдет из трубки 6.
Картридж выполнен с возможностью размещения в полости внутри главной части 10. Картридж должен быть выполнен с возможностью замены пользователем, когда предусмотренный в картридже субстрат, образующий аэрозоль, исчерпан. При вставке нового картриджа ползунок на главной части можно перемещать для открытия полости. В открытую полость можно вставлять новый картридж. Впускное отверстие части 5 для хранения жидкости выполнено с возможностью соединения с трубкой 4, соединенной с выпускным отверстием микронасоса 3. Выпускное отверстие части для хранения жидкости выполнено с возможностью присоединения к трубке 6, соединенной с испарителем 7. Главный блок является портативным и имеет размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе части для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Часть 5 для хранения жидкости, показанная на фиг. 2, соответствует части 5 для хранения жидкости, показанной на фиг. 1B. Часть 5 для хранения жидкости выполнена в виде бака или резервуара для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Часть 5 для хранения жидкости содержит корпус 20, первую самовосстанавливающуюся поддающуюся прокалыванию мембрану 27 в нижней части корпуса 20 и вторую самовосстанавливающуюся поддающуюся прокалыванию мембрану 28 в верхней части корпуса 20. Корпус 20 и мембраны 27 и 28 обеспечивают внутреннюю емкость, которая герметично уплотнена по отношению к внешней среде части 5 для хранения жидкости. Внутренняя емкость разделена разделительным блоком на первую емкость 21 для хранения и вторую емкость 22 для хранения.
Разделительный блок образован первой разделительной стенкой 23 и второй разделительной стенкой 26. Первая разделительная стенка 23 проходит продольно в направлении снизу вверх части 5 для хранения жидкости. Вторая разделительная стенка 26 почти полностью отделяет первую емкость 21 для хранения и вторую емкость 22 для хранения друг от друга за исключением зазора 25 вблизи нижней части указанной части 5 для хранения жидкости. Первая разделительная стенка 23 и секция второй разделительной стенки 26, заканчивающаяся на зазоре 25, установлены друг против друга на конкретном расстоянии для образования вертикального зазора 24. Вертикальный зазор 24 проходит продольно в направлении снизу вверх части 5 для хранения жидкости. Первая емкость 21 для хранения и вторая емкость 22 для хранения отделены друг от друга зазором 25 и вертикальным зазором 24. Одноходовой клапан (не показан), позволяющий жидкому субстрату, образующему аэрозоль, проходить из первой емкости 21 для хранения во вторую емкость 22 для хранения и препятствующий прохождению воздуха во вторую емкость 22 для хранения, может быть размещен в вертикальном зазоре 24. Первая емкость 21 для хранения выполнена для хранения жидкого субстрата 29, образующего аэрозоль, и объема 30 воздуха. Часть второй разделительной стенки 26 проходит продольно от зазора 25 в направлении снизу вверх части 5 для хранения жидкости. Расположение второй разделительной стенки 26 предусматривает во второй емкости 22 для хранения погружную трубку 33, проходящую продольно в направлении снизу вверх части 5 для хранения жидкости. Зазоры 24, 25 и погружная трубка 33 расположены относительно друг друга таким образом, что препятствуют прохождению воздушных пузырьков из первой емкости 21 для хранения во вторую емкость 22 для хранения в широком диапазоне ориентации части 5 для хранения жидкости. Таким образом, во второй емкости для хранения в широком диапазоне ориентации хранится только жидкий субстрат, образующий аэрозоль, без каких-либо воздушных пузырьков. Это позволяет осуществлять подачу жидкости без воздушных пузырьков в широком диапазоне ориентации части 5 для хранения жидкости. Предпочтительно, достигаемый диапазон ориентации для обеспечения отсутствия воздушных пузырьков составляет от 0 до±90 градусов, при этом на фиг. 2 показана ориентация приблизительно 0 градусов. В требуемой при использовании ориентации части для хранения жидкости, показанной на фиг. 2, выпускное отверстие части для хранения жидкости расположено в верхней части указанной части для хранения жидкости, и впускное отверстие расположено в нижней части указанной части для хранения жидкости или по меньшей мере ниже уровня заполнения. В требуемой при использовании ориентации разделительная(ые) стенка(и) и зазор(ы) обеспечивают исключение прохождения воздуха во вторую емкость для хранения. Предотвращается прохождение воздушных пузырьков во вторую емкость 22 для хранения, если часть для хранения жидкости не наклонена более чем на 90 градусов относительно вертикального положения, изображенного на фиг. 2.
Часть 5 для хранения жидкости, показанная на фиг. 2, может быть соединена с микронасосом 3, показанным на фиг. 1B, путем пропускания конца трубки 31, которая соответствует трубке 4 по фиг. 1B, через первую самовосстанавливающуюся мембрану 27. Кроме того, часть 5 для хранения жидкости может быть соединена с испарителем 7, показанным на фиг. 1B, путем пропускания конца трубки 32, которая соответствует трубке 6 по фиг. 1B, через вторую самовосстанавливающуюся мембрану 28. Для подачи объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, хранящегося во второй емкости 22 для хранения, через трубку 32 на испаритель 7 микронасос 3 нагнетает воздух через трубку 31 в первую емкость 21 для хранения. В ответ на нагнетание воздуха емкость жидкого субстрата, образующего аэрозоль, хранящийся в первом емкости 21 для хранения, вытесняется через зазоры 24, 25 во второй емкость 22 для хранения, в результате чего тот же самый объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подается из второй емкости 22 для хранения через трубку 32. Воздух, нагнетаемый в часть 5 для хранения жидкости, собирают в первой емкости 21 для хранения.
1. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:
часть для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль,
испаритель для испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль,
насос для нагнетания воздуха в часть для хранения жидкости для вытеснения объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости, и для подачи вытесненного объема субстрата, образующего аэрозоль, в испаритель, при этом насос представляет собой микронасос, выполненный с возможностью нагнетания заданного объема воздуха за одну активацию насоса, и при этом насос выполнен с возможностью вытеснения заданного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости в испаритель за одну активацию насоса.
2. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1, отличающаяся тем, что насос расположен раньше по ходу потока относительно части для хранения жидкости.
3. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что насос выполнен таким образом, что во время активации насоса в насос входит только воздух.
4. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что испаритель содержит нагреватель для нагревания подаваемого объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
5. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит камеру, внутрь которой подается объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и при этом нагреватель расположен внутри камеры дальше по ходу потока относительно выпускного отверстия части для хранения жидкости.
6. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит трубку, через которую объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, подается из части для хранения жидкости на испаритель, расположенный дальше по ходу потока относительно открытого конца трубки.
7. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что часть для хранения жидкости содержит средства для сбора воздуха, полученного от насоса, и средства для препятствования прохождению в испаритель воздуха, нагнетаемого в часть для хранения жидкости.
8. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 7, отличающаяся тем, что средства для сбора воздуха, полученного от насоса, и средства для препятствования прохождению в испаритель воздуха, нагнетаемого в часть для хранения жидкости, представляют собой разделительный блок, который разделяет часть для хранения жидкости на первую емкость для хранения и вторую емкость для хранения, при этом первая емкость для хранения соединена с насосом для получения воздуха, и вторая емкость для хранения соединена с испарителем, при этом разделительный блок выполнен таким образом, чтобы позволять проходить жидкому субстрату, образующему аэрозоль, и препятствовать прохождению воздуха из первой емкости для хранения во вторую емкость для хранения.
9. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что часть для хранения жидкости может быть соединена с по меньшей мере одним из насоса и испарителя посредством соответствующего соединения, герметично уплотненного по отношению к окружающей атмосфере.
10. Способ генерирования аэрозоля, при этом способ включает этапы:
обеспечения части для хранения жидкости для хранения жидкого субстрата, образующего аэрозоль,
нагнетания воздуха посредством насоса в часть для хранения жидкости для вытеснения объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости на испаритель, при этом насос представляет собой микронасос и выполнен с возможностью нагнетания заданного объема воздуха за одну активацию насоса,
вытеснения заданного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости на испаритель посредством одной активации насоса, и
испарения испарителем по меньшей мере части вытесненного объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительно включает этап вытеснения объема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, без воздушных пузырьков из части для хранения жидкости на испаритель.
