Устройство подачи пара
Группа изобретений относится к устройству подачи пара, системе подачи пара и нетерапевтическому способу использования устройства подачи пара. Устройство подачи пара содержит основной канал для воздушного потока, расположенный внутри устройства подачи пара и проходящий от впуска воздуха до выпуска воздуха, так что при затяжке пользователя воздух втягивается по указанному основному каналу от впуска воздуха в направлении нижней по потоку стороны к выпуску воздуха. Устройство содержит испаритель для подачи пара в основной канал для воздушного потока, расположенный в основном канале для воздушного потока или рядом с ним, уловитель, расположенный в основном канале для воздушного потока, для предотвращения течения жидкости по основному каналу для воздушного потока в направлении к верхней по потоку стороне от уловителя посредством удержания жидкости и датчик воздушного потока для обнаружения затяжки пользователя с помощью устройства. Уловитель расположен по потоку после датчика воздушного потока. Обеспечивается препятствование течению жидкости к передней по потоку стороне с одновременным поддержанием течения воздуха к задней по потоку стороне при затяжке пользователя и более легкое размещение других компонентов в электронной сигарете. 5 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству подачи пара, например, к системе подачи никотина, электронной сигарете и т.п.
Уровень техники
Электронные системы подачи пара, такие как электронные сигареты (e-сигареты), в общем, содержат резервуар с исходным веществом для получения пара. Исходное вещество для получения пара может представлять собой жидкость, обычно содержащую никотин, из которой генерируется пар для вдыхания пользователем. В других типах систем подачи пара, иногда называемых гибридными устройствами, отдельно от исходного вещества для получения пара может быть помещен табак или другой ароматизирующий элемент.
Система подачи пара обычно содержит камеру генерирования пара, содержащую испаритель, например, нагревательный элемент, испарения части исходного вещества для получения пара. Когда пользователь делает затяжку, используя мундштук e-сигареты, и к испарителю поступает электроэнергия, в e-сигарету втягивается воздух через впускное отверстие, который движется по некоторой траектории в камеру генерирования пара, где воздух смешивается с паром, который производится испарителем, для образования аэрозоля. Воздух, втягиваемый через камеру генерирования пара, движется по некоторой траектории к мундштуку и выходит из него, перенося с собой пар для вдыхания пользователем.
В электронных сигаретах, в которых используется жидкое исходное вещество для получения пара (e-жидкость), существует риск утечки жидкости из устройства. Например, многие e-сигареты, в которых используется жидкость, имеют капиллярный фитиль для подачи жидкости (исходного вещества для получения пара) из резервуара к испарителю.
Например, в документе WO 2015/165812 A1 описан контейнер для аэрозольобразующей основы для использования в устройстве подачи пара. Контейнер содержит корпус, имеющий по меньшей мере один впуск для воздуха и по меньшей мере один выпуск для воздуха; трубчатый элемент для удержания жидкости пропитывающей аэрозольобразующую основу; и воздухопроницаемую капиллярную фитильную мембрану, содержащую по меньшей мере один электрический нагреватель. Мембрана расположена на торцевой поверхности трубчатого элемента таким образом, чтобы обеспечивался проход воздушного потока от впуска воздуха через часть мембраны к выпуску воздуха.
Жидкость может протекать в месте соединения или стыковки фитиля с резервуаром и/или из самого̀ фитиля. Жидкость также может образовываться из пара, который конденсируется внутри e-сигареты. Такая жидкость может ухудшать состояние компонентов e-сигареты или повреждать их, например, подвергая их коррозии или воздействуя на функционирование электрической схемы устройства. В других случаях накапливание жидкости в определенных местах e-сигареты может отрицательно влиять на надлежащее функционирование устройства. Кроме того, жидкость может утекать из e-сигареты через мундштук и/или любое другое отверстие (например, отверстие для впуска воздуха). Эта утечка может восприниматься пользователями как дефект, и, в общем, нежелательно, чтобы жидкость вступала в контакт с кожей или одеждой пользователя. Таким образом, желательно не допускать такой утечки жидкости или, по крайней мере, уменьшить уровень утечки жидкости внутри и/или из электронной системы подачи пара.
Раскрытие изобретения
Описанное здесь устройство подачи пара содержит основную траекторию воздушного потока внутри устройства подачи пара от впуска воздуха до выпуска воздуха, причем воздух втягивается от впуска воздуха в направлении нижней стороны по технологическому потоку по основной траектории воздушного потока к выпуску воздуха посредством затяжки, выполняемой пользователем. Устройство также содержит испаритель для обеспечения подачи пара к основной траектории воздушного потока, причем испаритель расположен внутри основной траектории воздушного потока или рядом с ней, и уловитель, расположенный на основной траектории воздушного потока, для препятствования течению жидкости по основной траектории воздушного потока в направлении к верхней стороне по технологическому потоку от уловителя посредством удерживания жидкости.
Также предлагается нетерапевтический способ использования устройства подачи пара, включающий в себя: обеспечение наличия основной траектории воздушного потока внутри устройства подачи пара от впуска воздуха до выпуска воздуха; втягивание воздуха от впуска воздуха в направлении нижней стороны по технологическому потока по основной траектории воздушного потока к выпуску воздуха посредством затяжки, выполняемой пользователем; обеспечение подачи пара в основную траекторию воздушного потока; и удерживание жидкости в уловителе, расположенном на основной траектории воздушного потока, для препятствования течению жидкости по основной траектории воздушного потока в направлении передней стороны по технологическому потоку из уловителя.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показано устройство подачи пара, соответствующее одному из вариантов осуществления изобретения, вид в разрезе;
на фиг. 2 – часть устройства по фиг. 1, включающая в себя изогнутую траекторию воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 3 – часть другого устройства, сходного с устройством по фиг. 1, включающая в себя изогнутую траекторию воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 4 – часть другого устройства, сходного с устройством по фиг. 1, включающая в себя изогнутую траекторию воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 5 – часть другого устройства, сходного с устройством по фиг. 1, включающая в себя изогнутую траекторию воздушного потока, вид в разрезе;
на фиг. 6 – часть другого устройства, сходного с устройством по фиг. 1, включающая в себя изогнутую траекторию воздушного потока и чашу или выемку, образующую сборник, вид в разрезе;
на фиг. 7 – часть другого устройства, сходного с устройством по фиг. 1, включающая в себя изогнутую траекторию воздушного потока и чашу или выемку, образующую сборник, вид в разрезе;
на фиг. 8 – часть другого устройства, сходного с устройством по фиг. 1, включающая в себя изогнуты траекторию воздушного потока и чашу или выемку, образующую сборник, вид в разрезе.
Осуществление описание
Изобретение относится к устройству подачи пара, также называемому устройством подачи аэрозоля, электронной сигаретой, системой подачи пара и т.п. В дальнейшем описании понятия «e-сигарета» и «электронная сигарета», в общем, используются на равных основаниях с понятием «(электронная) система/устройство подачи пара», если из контекста явным образом не следует иное. Сходным образом, термины «пар» и «аэрозоль» и относящиеся к ним термины «испаряться», «улетучиваться» и «распыляться», в общем, используются на равных основаниях, если из контекста явным образом не следует иное.
Системы подачи пара (e-сигареты) часто имеют модульную конструкцию, включающую в себя, например, многоразовый модуль (блок управления) и сменный модуль картриджа (одноразовый). Сменный картридж обычно содержит исходное вещество для получения пара и испаритель (иногда называемый картомайзером), а многоразовый модуль обычно содержит источник питания, например, перезаряжаемую батарею и схему управления. Следует понимать, что эти модули могут содержать другие элементы в зависимости от функционального назначения. Например, средство управления многоразового модуля может содержать интерфейс пользователя для приема данных, вводимых пользователем, и отображения характеристик рабочего состояния, а сменный картридж может содержать датчик температуры, если предусмотрено регулирование температуры. Во время использования картридж обычно электрически или механически соединен (с возможностью отсоединения) с блоком управления с помощью, например, резьбы, защелкивания или байонетного соединения с соответствующими электрическими контактами. Когда исходное вещество для получения пара в картридже израсходовано или пользователь пожелает использовать другой картридж (вероятно, содержащий другое исходное вещество или ароматизатор), картридж может быть удален (отсоединен) от блока управления, и на его место может быть установлен другой картридж. Устройства, соответствующие модульной конструкции, состоящей из двух частей, могут называться устройствами, состоящими из двух частей.
Многие из описываемых примеров относятся к устройствам, состоящим из двух частей, в которых используются одноразовые картриджи и которые имеют удлиненную форму. Тем не менее, следует понимать, что некоторые e-сигареты могут содержать больше модулей, например, отдельные модули для резервуара с исходным веществом и испарителем, соответственно, а некоторые e-сигареты могут быть выполнены в виде единой объединенной системы. Описанный подход, в общем, может применяться в отношении широкого ряда конструкций электронных сигарет, включая как цельные устройства, так и модульные устройства, содержащие две и больше частей, многоразовые устройства и одноразовые устройства, сходные с устройствами, соответствующими ряду общих форм, включая так называемые устройства боксмод с высокими рабочими характеристиками, которые имеют коробчатую форму (а не удлиненную).
На фиг. 1 показана e-сигарета 100, которая содержит два основных компонента или модуля, а именно: многоразовый блок 101 управления и сменный или одноразовый картридж 102. При нормальном использовании многоразовый блок 101 и картридж 102 соединены между собой с возможностью отсоединения в месте 105 стыковки. Когда картридж 101 израсходован, или пользователь пожелает использовать другой картридж, картридж 102 может быть отсоединен от блока 101, и на его место к блоку 101 может быть присоединен другой картридж 102. Место 105 стыковки, в общем, предусматривает конструктивное, электрическое и воздушное соединение двух частей 101 и 102 и может использовать зажимной механизм, байонетное крепление или другую форму механического соединения. Место 105 стыковки также предусматривает электрическое соединение двух частей, которое может быть проводным с использованием соединителей или беспроводным, например, на основе индукции.
Картридж 102 содержит резервуар 110 для жидкого исходного вещества для получения пара (например, e-жидкости), а также камеру или контейнер 120 для твердого материала. В частности резервуар 110 образован в первой части 115 наружной оболочки или корпуса, а контейнер 120 для твердого материала образован во второй части 125 наружной оболочки или корпуса. Часть 125 корпуса также используется в качестве мундштука и имеет выпуск 118 воздуха. Часть 115 корпуса с резервуаром для жидкости и часть 125 корпуса с контейнером для твердого материала могут быть выполнены в виде одного цельного компонента, сформированного непосредственно как единое целое при изготовлении, или могут быть сформированы из двух частей 115, 125, которые затем собираются вместе при изготовлении по существу неразъемно. Например, часть 115 корпуса с резервуаром для жидкости и часть 125 корпуса с контейнером для твердого материала могут быть прикреплены друг к другу по линии соединения 122 с помощью сварки трением, ультразвуковой сварки и т.д. (или с помощью любого другого пригодного способа). Части 115 и 125 корпуса картриджа могут быть образованы из пластика. Следует понимать, что специфическая геометрия корпусов 115, 125, наряду с их материалами, размерами и т.д. может варьироваться в зависимости от конкретной конструкции конкретного варианта выполнения. В некоторых конструкциях пользователь может отделять часть корпуса 125 с контейнером для твердого материала, от части 115 и остальной части картриджа 102, например, для установки нового контейнера 120 для твердого материала, который содержит свежий табак или другой материал.
Картридж 102 расположен таким образом, что из резервуара 110 улетучивается жидкость, которая превращается в пар или аэрозоль, и по меньшей мере часть аэрозоля или пара (если не весь пар или аэрозоль) проходит через твердый материал в контейнер 120 и захватывает (уносит) ароматизатор из этого твердого материала. Твердый материал является воздухопроницаемым, по меньшей мере до некоторой степени, например, твердый материал может быть гранулированным, например, порошком, позволяя воздуху и пару проходить через пространства между гранулами.
Резервуар 110 для жидкости картриджа 102 имеет наружную стенку, образованную частью 115 корпуса картриджа, и внутреннюю стенку 112, которая также ограничивает наружную сторону канала для воздушного потока (прохода для воздушного потока) 130, который проходит вдоль центральной оси устройства (параллельно основной продольной оси картриджа 102). таким образом, резервуар 110 для жидкости имеет кольцевую форму, так что жидкость охватывает по окружности канал 130 для воздушного потока, который проходит через резервуар 110. В других конструкциях внутренняя стенка 112 резервуара может проходить в окружном направлении только частично вокруг канала 130 для воздушного потока до контакта с частью 115 корпуса картриджа, так что по меньшей мере часть канала 130 для воздушного потока ограничивается частью 115 корпуса картриджа. Резервуар 110 для жидкости закрыт с каждого конца частью 115 корпуса картриджа для удержания e-жидкости в резервуаре.
Картридж 102 содержит нагреватель 135 для нагревания и, следовательно, испарения жидкости из резервуара 110. Нагреватель 135 может быть, например, электрорезистивным, керамическим нагревателем, индукционным нагревателем или любым другим подходящим устройств такого типа. На фиг. 1 показан нагреватель 135, выполненный в виде электрорезистивного спирального нагревателя. Картридж также содержит фитиль 140, который передает e-жидкость из резервуара 110 к нагревателю для испарения. Как показано на фиг. 1, нагреватель 135 может быть обернут (навит) вокруг фитиля 140 для образования надлежащего теплового контакта между нагревателем 135 и фитилем. Фитиль 140, в общем, является поглощающим материалом и вытягивает жидкость из резервуара за счет капиллярного эффекта. Фитиль 140 может быть выполнен из любого подходящего материала, например, из хлопка или шерсти и т.п., синтетического материала, включая, например, полиэфир, нейлон, вискозу, полипропилен и т.п., или керамического или стеклянного материала.
Чтобы фитиль 140 мог находиться в контакте с жидкостью в резервуаре 110, он может быть вставлен в резервуар через одно или несколько отверстий 145 во внутренней стенке 112 резервуара. В других случаях внутренняя стенка 112 вместо отверстия 145 может содержать по меньшей мере один пористый элемент, такой как керамический диск (не показан). По меньшей мере один пористый элемент находится в контакте с фитилем 140, так что жидкость может проходить через внутреннюю стенку 112 из резервуара 110 к фитилю 140. Таким образом, фитиль транспортирует жидкость к нагревателю 135 для испарения. В конструкции, показанной на фиг. 1, каждый конец фитиля проходит через внутреннюю стенку 112 в резервуар 110. Такая конструкция позволяет стенке 112 поддерживать фитиль и сохранять правильное положение фитиля в канале для воздушного потока. Кроме того (или как вариант), фитиль 140 может поддерживаться, по меньшей мере частично, спиралью 135 нагревателя. Специалист в рассматриваемой области может предложить другие конструкции.
Во время использования картридж 102 прикреплен к многоразовому блоку 101, так что нагреватель 135 может получать питание с помощью проводов 137, соединенных через место 105 стыковки с блоком 101. Место 105 стыковки содержит электрические контакты или соединители (не показаны на фиг. 1) для соединения проводов 137 в картридже 102 с соответствующими проволоками в блоке 101 (в общем, схема электрических соединений на фиг. 1 показана только схематично). Устройство 100 может приводиться в действие пользователем при затяжке через мундштук 118 посредством датчика 160 затяжки (датчик воздушного потока) для обнаружения воздушного потока или изменения давления в результате затяжки. Дополнительно или как вариант, пользователь может включать другие типы устройств посредством нажатия кнопки или сходного элемента на наружной стороне устройства. При затяжке (вдыхании), обнаруживаемой датчиком 160 затяжки, блок 101 подает электропитание для приведения в действие нагревателя 135 с целью испарения жидкости с фитиля 140. Таким образом, в результате затяжки пользователя пар или аэрозоль, образующийся в канале 130 для воздушного потока, втягивается в контейнер 120 для твердого материала, где он захватывает ароматизатор из материала, помещенного в контейнер 120, перед выходом через мундштук 118 для вдыхания пользователем.
По мере испарения жидкости с фитиля 140 жидкость втягивается в фитиль из резервуара 110 за счет капиллярного эффекта. Скорость испарения жидкости испарителем (нагревателем) 135, в общем, зависит от подводимой к нагревателю 135 мощности. Некоторые устройства позволяют изменять скорость генерирования пара (скорость испарения) за счет соответствующего интерфейса управления, который при активации изменяет величину подаваемой на нагреватель 135 мощности. Регулировка мощности, подаваемой с многоразового блока на нагреватель 135, может выполняться посредством использования широтно-импульсной модуляции или любого другого подходящего способа регулирования.
Контейнер 120 для твердого материала соединен с каналом 130 для воздушного потока с помощью первой торцевой стенки 117 и второй торцевой стенки 127 (возле мундштука). Каждая торцевая стенка 117, 127 выполнена с возможностью удержания твердого материала в контейнере 120, обеспечивая в то же время прохождение воздушного потока по каналу 130 и его выход через мундштук 118. Это может быть достигнуто, например, с помощью торцевых стенок, имеющих соответствующие небольшие отверстия, которые удерживают гранулы (или т.п.) твердого материала в контейнере 120, но позволяют воздуху проходить через указанные отверстия. Торцевые стенки 127 контейнера 120 для твердого материала могут содержать отдельные держатели, например, в форме дисков, которые вставлены в каждый конец корпуса 125. Как вариант, одна или обе торцевые стенки 117, 127 могут быть образованы непосредственно как часть контейнера 120 для твердого материала.
Блок 101 содержит корпус 165 с отверстием, которое образует один или несколько впусков 170 воздуха для e-сигареты, батарею 177 для подачи рабочего питания к устройству, схему 175 управления, кнопку 150 ввода для пользователя, дисплей 173 и датчик 160 затяжки. В конструкции, показанной на фиг. 1, батарея 177 и схема 175 управления имеют, в общем, плоскую геометрию, причем батарея 177 расположена под схемой управления. Корпус 165 может быть выполнен, например, из пластика или металлического материала и в сечении имеет форму, по существу соответствующую форме и размерам картриджа 102, что позволяет получить гладкую наружную поверхность на переходе между двумя частями в месте 105 стыковки. Батарея 177 является перезаряжаемой и может заряжаться через USB-разъем (не показан) в корпусе 165 многоразового блока.
Кнопка 150 ввода для пользователя может быть выполнена любым пригодным образом, например, в виде механической кнопки, сенсорной кнопки и т.д., и обеспечивает различные формы ввода пользователем. Например, пользователь может использовать кнопку 50 ввода для выключения и включения устройства (обнаружение затяжки для приведения в действие нагревателя возможно только когда устройство включено). Кнопка 150 ввода также может использоваться для выполнения настроек управления, например, посредством регулирования уровня питания. Дисплей 173 обеспечивает визуальную индикацию различных характеристик, относящихся к электронной сигарете, например, настройку уровня питания, оставшийся уровень заряда батареи, включенное или выключенное состояние и т.д. Дисплей может быть выполнен различными способами, например, с использованием одного или нескольких светодиодов (возможно, многоцветных) и/или в виде небольшого жидкокристаллического экрана. Некоторые e-сигареты также могут обеспечивать индикацию других видов информации с помощью звуковых сигналов и/или тактильной обратной связи.
Схема 175 управления содержит процессор или микроконтроллер (или т.п.), который запрограммирован или иным способом сконфигурирован для управления операциями электронной сигареты 100. Например, схема 175 управления позволяет обнаружить затяжку пользователя с помощью датчика 160 затяжки с целью подачи электропитания от батареи 177 на нагреватель/испаритель 135 через провода 137 и генерирования пара для вдыхания пользователем. Схема управления также может отслеживать дополнительные состояния устройства, например, уровень зарядки батареи, и обеспечивать выдачу данных на дисплее 173.
В e-сигарете, показанной на фиг. 1, впуск 170 воздуха соединен с каналом 172 для воздушного потока, проходящим через многоразовый блок 101. Канал 172 для воздушного потока в блоке 101, в свою очередь, соединен с картриджем с помощью места 105 стыковки, когда блок 101 и картридж 102 соединены друг с другом, и, следовательно, снабжает воздухом канал 130 для воздушного потока. Датчик 160 затяжки расположен в канале 172 для воздушного потока блока 101 или рядом с этим каналом и передает информацию в схему 175 управления, когда пользователь делает затяжку. Комбинацию впуска 170 воздуха, канала 172 для воздушного потока, канала 130 для воздушного потока и мундштука 118 можно рассматривать в качестве основного канала для воздушного потока e-сигареты 100, с помощью которого поток воздуха, возникающий в результате затяжки пользователя, движется в направлении, показанном стрелками на фиг. 1, от впуска 170 воздуха (передняя по ходу сторона) к мундштуку 118 (задняя по ходу сторона).
В некоторых устройствах может происходить утечка жидкости, например, из фитиля 140 и/или из резервуара 110 (и/или в месте их соединения, например, из отверстий 145). Другим возможным источником утечки, является то, что генерируемый нагревателем 135пар, может повторно конденсироваться в канале 130 для воздушного потока вместо того, чтобы выходить из e-сигареты в виде пара через мундштук 118. Датчик 160 затяжки, расположенный в основном канале для воздушного потока, проходящим через устройство, может быть подвержен повреждению или может функционировать ненадлежащим образом в результате контакта с вытекшей e-жидкостью. Например, вытекшая жидкость может растекаться по основному каналу для воздушного потока (в направлении к передней по ходу стороне, т.е. в направлении, противоположном нормальному направлению воздушного потока во время затяжки пользователя) и вызывать коррозию или другое повреждение наружных и/или внутренних компонентов датчика 160 затяжки (включая провода и т.п. в соединении датчика 160 затяжки со схемой 175 управления). Другая проблема состоит в том, что жидкость может накапливаться на поверхности датчика 160 затяжки, что может изолировать датчик затяжки от канала 172 для потока воздуха в результате образования слоя жидкости на поверхности датчика затяжки. В результате датчик 160 затяжки может стать менее чувствительным к изменениям воздушного потока, что ведет к затруднениям в процессе (или даже делает невозможным) приведения в действие e-сигареты во время затяжки.
Вытекшая e-жидкость может вызывать другие проблемы с e-сигаретой помимо или вместо ухудшения функционирования детектора 160 затяжки. Например, жидкость потенциально может вытекать из e-сигареты, например, через мундштук 118, через впуск 170 воздуха и/или в месте 105 стыковки картриджа 102 с блоком 101 управления (в частности, когда картридж 102 и блок 101 управления разделены для замены картриджа). Помимо того, что такая утечка жидкости создает впечатление, что изделие имеет низкое качество, она потенциально может вызывать дискомфорт или раздражение кожи пользователя и/или появление пятен на одежде (в зависимости от конкретного состава e-жидкости).
E-сигарета 100 или устройство для подачи пара согласно изобретению оснащена некоторыми элементами для улавливания или ограничения перемещения жидкости, которая может вытекать в канал 130 для воздушного потока (или образовываться внутри него). Например, канал 130 для воздушного потока имеет секцию с изогнутой траекторией 180, расположенной между датчиком 160 затяжки и испарителем 135. Изогнутая траектория является частью основного канала для воздушного потока устройства и включает в себя по меньшей мере два изгиба, каждый из которых расположен (повернут) под углом 90° или более. Изогнутая траектория 180 потока воздуха, показанная на фиг. 1, обеспечивает отсутствие простой прямой траектории (например, в пределах прямой видимости) между датчиком 160 затяжки и испарителем 135 и фитилем 140 (и отверстиями 145 под фитиль во внутренней стенке 112).
Основной канал для потока воздуха также содержит сборник (накопитель или чашу) 179. Сборник 179 способствует удержанию жидкости, которая вытекает из фитиля 140 или связанных с ним компонентов и движется к передней по ходу стороне по основному каналу для воздушного потока (в направлении, противоположном направлению воздушного потока). Следует отметить, что при нормальном использовании мундштук удерживается в основном в верхнем положении относительно остальной части e-сигареты 100; соответственно, любая жидкость, которая вытекает из фитиля 140 или резервуара 110 (или образующаяся в результате конденсации после испарителя), имеет свойство стекать или спускаться под действием силы тяжести по каналу 130 для воздушного потока в направлении сборника 179. Таким образом, эта жидкость собирается в сборнике 179, который выполняет функцию уловителя для жидкости, препятствуя течению жидкости дальше по каналу 130 в направлении датчика 160 затяжки. Как будет подробно описано ниже, изогнутая траектория 180 сходным образом может рассматриваться как форма или уловитель для препятствования или задерживания жидкости во избежание ее течения по каналу 130 в направлении датчика 160 затяжки.
На фиг. 2-8 показаны другие примеры устройств, которые имеют изогнутую секцию 180 и/или сборник 179 жидкости в качестве уловителей в основном канале для воздушного потока. Следует понимать, что эти различные конструкции могут быть использованы в электронной сигарете по фиг. 1 или в любой другой e-сигарете или в устройстве подачи пара, где утечка жидкости может быть потенциальной проблемой.
В частности, на фиг. 2-8 схематично показан участок электронной сигареты или устройства 100 подачи пара, например, показанного на фиг. 1. Показанный участок включает в себя секцию основного канала для воздушного потока от датчика 160 затяжки до (и немного выше) фитиля 140 и нагревателя 135. Следует отметить, что участок, показанный на фиг. 2-8, в общем, соответствует участку по фиг. 1, обозначенному рамкой A из пунктирных линий. Таким образом, этот участок электронной сигареты 100 включает в себя по меньшей мере часть 115 корпуса картриджа, корпуса 165 блока управления и резервуара 110 для жидкости, а также фитиль 140 и испаритель (нагревательную спираль) 135. Показанный участок электронной сигареты также включает в себя часть внутренней стенки 112 резервуара 110 для жидкости, имеющей одно или несколько отверстий 145, через которые фитиль 140 соединен с резервуаром 110 для жидкости. Участок электронной сигареты, показанный на фиг. 2-8, также включает в себя секцию основного канала для воздушного потока, который проходит от впуска 170 воздуха до мундштука, образующего выпуск 118 воздуха, в направлении, обозначенном стрелками (на фиг. 2-8 впуск 170 воздуха и выпуск 118 воздуха не показаны). Следует отметить, что эти стрелки, обозначающие на фиг. 2-8 воздушный поток, могут рассматриваться как показывающие преобладающее среднее (например, усредненное) результирующее направление воздушного потока в указанных местах.
Как показано на фиг. 2-8, нагреватель 135 расположен в основном канале для воздушного потока и соединен с помощью фитиля 140 с резервуаром 110 для жидкости, так что нагреватель 135 может испарять жидкость из резервуара 110. Датчик воздушного потока (датчик затяжки) 160 также расположен в основном канале для воздушного потока по потоку выше нагревателя 135 для обнаружения затяжки пользователя через мундштук для приведения в действие нагревателя. В показанных примерах форма основного канала для воздушного потока главным образом определяется стенками корпуса 165 многоразового блока, части115 корпуса с картриджем и внутренней стенкой 112 резервуара 110 для жидкости. Однако для определения соответствующего основного канала для воздушного потока согласно требованиям к конкретному использованию в e-сигарете по усмотрению могут использоваться другие компоненты или конструктивные элементы.
Как показано на фиг. 2, основной канал для воздушного потока на участке от датчика воздушного потока (детектора затяжки) 160 до нагревателя (испарителя)135 содержит изогнутую секцию 180, имеющую первый и второй изгибы 181, 182. Если обозначить верх мундштука как верх всей e-сигареты, воздушный поток, показанный на фиг. 2, движется вверх (т.е. течет в верхнем направлении) от детектора 160 затяжки перед поворотом приблизительно на 90° у первого изгиба 182, а затем течет в боковом направлении (внутрь к центру устройства). Далее воздушный поток снова поворачивается у второго изгиба 182 еще раз приблизительно на 90° и возвращается к исходному направлению движения воздушного потока вверх по каналу 130. Другими словами, поворот или вращение второго изгиба 182 противопопожны повороту или вращению первого изгиба 181, так что, как можно видеть, они компенсируют друг друга, т.е. исходное направление воздушного потока на входе в изогнутую секцию 180 сохраняется как направление воздушного потока на выходе из изогнутой секции (пусть даже воздушный поток на выходе немного смещен в боковом направлении к центру устройства по сравнению с воздушным потоком на входе).
Соответственно, можно принять, что основной канал для воздушного потока проходит в первом направлении (вектор) от датчика 160 воздушного потока до первого изгиба 181, во втором направлении (вектор) между первым изгибом 181 и вторым изгибом 182 и в третьем направлении (вектор) от второго изгиба 182 к испарителю 135. Направления обозначают направления вниз по потоку для (среднего или результирующего) воздушного потока в соответствующих секциях основного канала для воздушного потока. Первое и третье направления параллельны друг другу, а второе направление перпендикулярно первому и третьему направлениям. Воздушные потоки первого и третьего направлений, хотя они и параллельны, смещены относительно друг друга в боковом направлении (на величину, соответствующую расстоянию, которое проходит воздушный поток во втором направлении).
Первый и второй изгибы 181, 182 образуют изогнутый проход 180 в основном канале для воздушного потока, который выполняет функцию уловителя для препятствования движению жидкости выше уловителя (изогнутого прохода 180) по технологическому потоку к детектору 160 затяжки. В частности, воздух без проблем движется вниз по потоку от датчика 160 затяжки через изогнутую секцию 180 к испарителю 135 за счет перепада давлений между впуском воздуха 172 (атмосферного давления) и мундштуком 118 (давления меньше атмосферного в результате затяжки пользователя). В отличие от этого жидкость в устройстве имеет свойство двигаться (стекать) под действием силы тяжести, поскольку вес жидкости, превышает перепад давлений, возникающий в результате затяжки пользователя. При нормальной ориентации во время использования e-сигареты с расположенным вверху мундштуком 118 влияние силы тяжести приводит к тому, что свободная жидкость движется в направлении, противоположном движению воздуха, т.е. жидкость стекает в направлении передней по потоку стороны от испарителя 135 к детектору 160 затяжки. Изогнутый проход 180 выполняет функцию препятствования такому движению жидкости под действием силы тяжести. Например, участок изогнутого прохода 180 между первым и вторым изгибами 181, 181 на фиг. 2 приблизительно горизонтален и поэтому является барьером или замедлителем (или уловителем) для такого перемещения под действием силы тяжести по основному каналу для воздушного потока. Таким образом, эта изогнутая секция 180 способствует уменьшению риска достижения и потенциального повреждения датчика 160 затяжки жидкостью из испарителя (или уменьшению количества жидкости). Сходным образом изогнутая секция 180 также способствует уменьшению риска выхода жидкости из e-сигареты у впуска 170 воздуха (или уменьшению количества жидкости, выходящей из e-сигареты у впуска 170 воздуха). Кроме того, поскольку изогнутый проход 180 расположен по потоку после места 105 стыковки (в направлении воздушного потока), изогнутый проход 180 также способствует уменьшению риска выхода жидкости (или уменьшению количества жидкости) из e-сигареты в месте 105 стыковки (в частности, когда блок 101 отделен от картриджа 102).
Несмотря на то, что первый и второй изгибы 181, 182 показаны на фиг. 2 как угол без закругления (прямой угол), любой или оба изгиба могут быть могут быть выполнены с криволинейным, закругленным или, в общем, более плавным изменением направления. Кроме того, несмотря на то, что первый и второй изгибы 181, 182 показаны на фиг. 2 как разделенные коротким участком для воздушного потока, движущегося в боковом направлении, в других вариантах первый и второй изгибы 181, 182 могут быть непосредственно соединены друг с другом, например, для обеспечения непрерывного изменения направления: сначала в одном направлении, а затем в другом направлении. Как вариант, в некоторых вариантах между изгибами 181 и 182 могут быть расположены дополнительные изгибы или изменения направления.
На фиг. 3 схематически показан в разрезе участок другой электронной сигареты. Многие аспекты на фиг. 3 сходны с соответствующими аспектами на фиг. 2, и поэтому для краткости они подробно не описаны. Однако, в то время как в примере по фиг. 2 первый и второй изгибы повернуты на угол приблизительно 90°, в примере по фиг. 3 первый и второй изгибы 181, 182 повернуты приблизительно на 180° градусов.
Как и в примере по фиг. 2, углы поворота первого и второго изгибов 181, 182 на фиг. 3 равны по величине и противоположны по направлению поворота. Другими словами, угол поворота первого изгиба 181 реверсируется вторым изгибом 182, так что первое направление (как определено выше, ведущее в изогнутую секцию 180) параллельно третьему направлению (как определено выше, ведущее из изогнутой секции 180). Кроме того, поскольку первый и второй изгибы 181, 182 имеют углы поворота на 180°, второе направление (между первым и вторым изгибами) (приблизительно) антипараллельно третьему направлению и первому направлению (термин «антипараллельный» означает, что второе направление параллельно, но противоположно первому и третьему направлениям). Как и примере по фиг. 2, третье направление воздушного потока немного смещено в боковую сторону (к центру устройства) по сравнению с первым направлением воздушного потока, причем величина смещения определяется размерами и расстоянием между первым и вторым изгибами 181, 182.
Следует отметить, что в примере по фиг. 3 первый и второй изгибы лежат в одной плоскости. Другими словами, если первый изгиб 181 рассматривается как поворот на 180° вокруг первой оси, то второй изгиб 182 рассматривается как поворот на 180° вокруг второй оси, первая и вторая оси параллельны (они обе перпендикулярны плоскости листа, на котором изображена фиг. 3). Однако изгибы 181, 182 могут не лежать в одной плоскости, например, первая и вторая оси могут быть перпендикулярны друг другу (при этом они обе перпендикулярны верхнему направлению устройства). В других случаях между осями могут быть предусмотрены промежуточные углы (больше 0 и меньше 90°). В некоторых случаях отдельные изгибы могут не лежать в одной плоскости, например, они могут иметь более сложную кривизну, что влечет за собой различные повороты вокруг различных осей.
Изогнутый проход 180 на фиг. 3 создает большее препятствование движению жидкости с испарителя в направлении передней по потоку стороны в том смысле, что первый и второй изгибы 181, 182, показанные на фиг. 3, образуют небольшую стенку или барьер (или выступ) 384, который препятствует горизонтальному течению жидкости, что может происходить в конструкции по фиг. 2. Соответственно, для перемещения по изогнутой секции 180 в направлении передней по потоку стороны жидкость должна переместиться на некоторое расстояние вверх для преодоления стенки или барьера 384. Следует отметить, что сила тяжести, препятствует преодолению стенки 384 жидкостью, по меньшей мере тогда, когда e-сигарета 100 удерживается при использовании в нормальной ориентации. Кроме того, защита от утечки, предусмотренная конструкцией по фиг. 3, является более надежной (по сравнению с конструкцией по фиг. 2), поскольку небольшие изменения в ориентации устройства, показанного на фиг. 3, в общем, не влияют на преодоление жидкостью стенки 384. Таким образом, перемещение жидкости в направлении передней по потоку стороны в конструкции по фиг. 3 предотвращается даже при некоторой степени перемещения, например, поворота или наклона e-сигареты.
Кроме того, стенка 384 также может рассматриваться как образующая уловитель или сборник 179, расположенный внизу канала 130 для воздушного потока или рядом с низом этого канала. Таким образом, вытекающая жидкость может собираться и удерживаться в уловителе или сборнике 179, по меньшей мере тогда, когда устройство удерживается в относительно нормальной ориентации. Это также способствует препятствованию потенциальному повреждению внутренних компонентов e-сигареты из-за утечки жидкости и/или выходу жидкости из e-сигареты нежелательным образом.
В примере по фиг. 3 второе направление является антипараллельным первому и третьему направлениям; однако может быть использована и другая конструкция. На фиг. 4 схематично показана в разрезе часть еще одной электронной сигареты. Различные аспекты e-сигареты по фиг. 4 являются такими же или сходными с соответствующими аспектами примера по фиг. 2 (и/или по фиг. 3), и поэтому для краткости они подробно не описаны. Однако хотя в примере по фиг. 2, первый и второй изгибы 181, 182 имеют углы поворота приблизительно 90°, а в примере по фиг. 3 первый и второй изгибы 181, 182 имеют углы поворота приблизительно 180°, конструкция по фиг. 4 показывает, что различные направления не обязательно должны быть параллельны (или антипараллельны), и что первый и второй изгибы могут быть повернуты на разные углы. Так, в конструкции по фиг. 4 второй изгиб повернут на угол приблизительно 180°, а первый изгиб 181 повернут на угол (в противоположном направлении) меньше указанного угла и составляет приблизительно 160°.
Кроме того, в то время как третье направление воздушного потока на фиг. 4, в общем, параллельно основному направлению воздушного поток устройства (как показано на фиг. 4 стрелкой вдоль канала 130 воздушного потока), а второе направление воздушного потока между первым и вторым изгибами 181, 182, в общем, антипараллельно третьему направлению, первое направление воздушного потока, т.е. первый изгиб 181 с передней по потоку стороны наклонен (не параллелен) ко второму и третьему направлениям воздушного потока под углом приблизительно 20°. Это наклонное направление может использоваться, например, для способствования более легкому размещению других компонентов в e-сигарете. Несмотря на то, что фиг 4 показано первое направление, наклоненное к вертикали (для нормальной ориентации устройства), в других исполнениях второе и/или третье направления также (или как вариант) могут быть наклонены сходным образом.
Следует отметить, что на фиг. 4 первое направление, в общем, направлено вверх (к мундштуку) сходным образом с третьим направлением, а второе направление, в общем, направлено вниз (в сторону от мундштука). Это может быть определено полуколичественным способом на основании того, что направление третьего воздушного потока имеет положительное скалярное (внутреннее) произведение относительно первого направления воздушного потока, в то время как второе направление воздушного потока имеет отрицательное скалярное произведение относительно первого направления воздушного потока и аналогично относительно третьего направления воздушного потока. Таким образом, второе направление воздушного потока включает в себя отрицательную или реверсивную составляющую относительно первого и третьего направлений воздушного потока, и, как можно видеть, это ведет к наличию выступа или кромки 384 между первым и вторым изгибами 381, 382. Как описано выше со ссылкой на фиг. 3, эту кромку или стенку 384 можно рассматривать как образующую сборник или уловитель 179, расположенный внизу канала 130 для воздушного потока или рядом с низом этого канала. Вытекшая жидкость может собираться в сборник или уловитель и оставаться там, по меньшей мере, когда устройство удерживается в нормальной ориентации, поскольку кромка 384 создает гравитационный барьер (потенциальной энергии) против такого перемещения жидкости дальше к передней по потоку стороне.
На фиг. 5 схематично показана в разрезе часть еще одной электронной сигареты. Многие аспекты на фиг. 5 являются сходными с соответствующими аспектами на фиг. 2, 3 и/или 4, и поэтому для краткости они подробно не описаны. В примере по фиг. 5 изогнутая траектория 180 образована фактически двумя трубками: первой трубкой 585 и второй трубкой 586. Первая трубка 585 проходит в первом направлении воздушного потока вверх (к мундштуку) от детектора 160 затяжки и во вторую трубу 586. Первый изгиб 581 расположен у открытого конца (верха) первой трубки 585.
Вторая трубка 586 проходит во втором противоположном направлении воздушного потока вниз (в сторону от мундштука) и окружает первую трубку 586 для создания кольцевого пространства радиально снаружи первой трубки 585 и внутри второй трубки 586. Вторая трубка закрыта сверху, фактически создавая тем самым первый изгиб 181, открытый снизу. После прохождения первого изгиба 181 воздушный поток движется вниз через кольцевое пространство во втором направлении воздушного потока, антипараллельном первому направлению воздушного потока, и достигает нижнего открытого конца второй трубки 586. Воздушный поток проходит (поворачивается) через второй изгиб 182 и течет в третьем направлении воздушного потока, по существу параллельном первому направлению воздушного потока. Следует отметить, что, несмотря на то, что на фиг. 5 первое и третье направления воздушного потока показаны как по существу параллельные друг другу аналогично конструкции на фиг. 3, первое и третье направления воздушного потока также могут быть наклонены друг к другу аналогично конструкции по фиг. 4.
В конструкции по фиг. 5 воздушный поток дважды движется вдоль первой трубки 585: сначала внутри первой трубки 585, а затем, после достижения первого изгиба 181 на конце первой трубки 585, в противоположном направлении в пространстве снаружи первой трубки 585 (но удерживается в этом пространстве с помощью второй трубки 586). Таким образом, первая трубка 585 образует гравитационный барьер, препятствуя жидкости, стекающей назад из воздушного канала 130 к детектору 160 затяжки. Первая трубка 586 в какой-то степени аналогична кромке 384, показанной в вариантах по фиг. 3 и 4, и, следовательно, может сходным образом рассматриваться как образующая или определяющая область 179 сборника.
Преимущество конструкции по фиг. 5 (по сравнению, например, с конструкцией по фиг. 3) состоит в том, что она способствует повышению надежности в препятствовании утечке даже в случае перемещения e-сигареты. Например, в конструкции по фиг. 3, если устройство поворачивается вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа (т.е. направленной внутрь листа), и выполняется первый поворот на 180° по часовой стрелке с последующим вторым поворотом на 180° против часовой стрелки, то это приводит к тому, что жидкость течет (вытекает) из сборника 179 через изогнутый участок 180 и вниз к детектору 160 затяжки. В отличие от этого, если конструкция по фиг. 5 подвергается такому же перемещению, жидкость во время первого поворота по существу течет во вторую трубку 586, а во время второго вращения жидкость по существу течет обратно по наружной стороне первой трубки 585, т.е. обратно к основанию воздушного канала 130 и уловителю 179.
Конструкцию по фиг. 5, в частности, изогнутую секцию 180, содержащую частично перекрывающиеся первую и вторую трубки 585, 586, можно рассматривать как форму клапана, имеющего преимущественное направление или асимметрию. В частности, в такой конструкции течение жидкости к передней по потоку стороне представляет большую сложность, чем к задней по потоку стороне (в отличие от этого стенка или кромка 384 создает барьер потенциальной энергии, который может рассматриваться как симметричный как в направлении к передней по потоку стороне, так и в направлении к задней по потоку стороне). Как можно видеть на фиг. 5, асимметрия на фиг. 5 возникает по той причине, что при движении к задней по потоку стороне поток сначала проходит через внутреннюю (первую) трубку 585, и затем через наружную (вторую) трубку 586, в то время как при движении к передней по потоку стороне поток сначала проходит через наружную трубку 586 и затем через внутреннюю трубку 585.
Следует отметить, что ситуация с e-сигаретой 100 отличается многих конструкций клапанов в том смысле, что конструкция по фиг. 5 должна препятствовать течению жидкости к передней по потоку стороне, одновременно поддерживая течение воздуха к задней по потоку стороне при затяжке пользователя. Конструкция по фиг. 5 обеспечивает такую одновременную поддержку, если накапливаемая жидкость не достигнет большой высоты и не блокирует конец первой или второй трубки. Однако такая блокировка, в общем, может быть исключена, например, посредством выбора достаточного зазора на конце каждой из первой и второй трубок с учетом вероятной скорости утечки в устройстве 100.
На фиг. 6 схематично показана в разрезе часть еще одной электронной сигареты. Многие аспекты на фиг. 6 являются сходными с соответствующими аспектами на фиг. 2, 3, 4 и/или 5, и поэтому для краткости они подробно не описаны. В частности, изогнутая секция 180 воздушного прохода (канала для потока воздуха) 130, показанная на фиг. 6, по существу сходна с изогнутой секцией по фиг. 2. Однако в отличие примера по фиг. 2 конструкция по фиг. 6 включает в себя сборник или уловитель 179, препятствующий утечке жидкости из воздушного прохода 130. Следует отметить, что в конструкции по фиг. 6 сборник образован не совместно с изогнутой секцией 180 (например, посредством формирования кромки или выступа 384), а посредством образования чашки или выемки 191 (или углубления, имеющего другую форму или профиль) в основании или дне воздушного канала 130. Углубление 191 служит для удержания жидкости, которая образуется или движется от испарителя 135 к передней по потоку стороне, и расположено таким образом, что при нормальном использовании и удержании e-сигареты в стандартной ориентации сила тяжести способствует удержанию жидкости в чаше 191 и не позволяет ей двигаться дальше к передней по потоку стороне. Соответственно, углубление 191 образовано в поверхности воздушного канала 130, которая является основанием или дном канала для воздушного потока во время нормального использования. Таким образом, позиционирование углубления 191, показанного на фиг. 6, представлено в качестве примера, и углубление 191 могло быть, например, перемещено влево или вправо от места, показанного на фиг. 6. В некоторых случаях углубление 191 может быть расположено приблизительно снизу испарителя 135 (согласно нормальной ориентации устройства во время использования) для повышения вероятности того, что утечка жидкости с испарителя 135 или фитиля 140 будет попадать в углубление 191.
В некоторых случаях сборник 179 может содержать поглощающий материал 194, способствующий удержанию жидкости в углублении. Например, во время или после использования пользователь может изменять ориентацию устройства 100 посредством его наклона, так что мундштук 118 больше не будет находиться в самой верхней точке, тем самым потенциально позволяя жидкости вытекать из углубления 191 под действием силы тяжести. В таких случаях поглощающий материал может удерживать по меньшей мере части жидкости в сборнике 179, например, за счет осмотического давления и т.п., не позволяя жидкости свободно вытекать из сборника. Поглощающий материал может содержать пористый или гидрофильный материал, например, губчатый или вспененный материал и т.п.
Кроме того, поглощающий материал может способствовать рассредоточению или испарению жидкости, например, за счет увеличения площади на границе контакта жидкость-воздух. Такое рассредоточение способствует уменьшению утечки, во-первых, по той причине, что испаряющаяся жидкость освобождает полости в поглощающем материале, а, во-вторых, по той причине, что после испарения жидкости устраняется риск утечки жидкости из поглощающего материала, например, когда e-сигарета внезапно перемещается, например, при падении.
Размещение поглощающего материала 194 в сборнике 179 позволяет эффективнее использовать пространство. Кроме того, такое размещение позволяет поглощающему материалу удерживать жидкость, которая накапливается в сборнике 179, даже когда e-сигарета значительно наклонена (когда жидкость потенциально может вытечь из сборника 179). Однако в некоторых случаях поглощающий материал может быть помещен в другое место отдельно от сборника 179 (и/или от изогнутой секции 180).
Сборник 179 может быть выполнен с возможностью обеспечения вместимости 2-50%, главным образом 5-15% от вместимости резервуара 110 для жидкости. Например, емкость резервуара 110 может составлять 2 мл, а сборник 170 может иметь емкость приблизительно 0,2 мл. Такой размер сборника отражает тот факт, что жидкость покидает резервуар постепенно, и, кроме того, большая часть этой жидкости, вероятно, испарится нагревателем 135. Следует также отметить, что, как предусмотрено, сборник препятствует утечке жидкости из устройства или уменьшает ее утечку в устройстве. Жидкость может испаряться из сборника постепенно, в результате чего пар выходит из устройства, например, через мундштук 118. Однако этот медленный выход пара из устройства по существу не заметен для пользователя (или не оказывает негативного воздействия на пользователя). Некоторые поглощающие материалы 194 (если они используются) могут удерживать больший объем воды, чем их собственный объем. В некоторых случаях поглощающий материал может проходить немного выше или вне углубления 191, фактически выше дна или основания канала 130 для воздушного потока, и при этом удерживать жидкость. Поглощающий материал также может использоваться для удерживания или улавливания жидкости даже при отсутствии сборника или углубления.
На фиг. 7 схематично показана в разрезе часть еще одной электронной сигареты. Некоторые аспекты на фиг. 7 являются сходными с соответствующими аспектами на фиг. 6, и поэтому для краткости они подробно не описаны. В частности, конструкция по фиг. 7 включает в себя углубление 191, выполняющее функцию сборника 179, как описано со ссылкой на фиг. 6; однако конструкция по фиг. 7 не содержит секцию с криволинейной траекторией воздуха (такую как секция 180 в конструкции по фиг. 6). В конструкции по фиг. 7 сборник 179 расположен у переднего по ходу конца канала 130 для воздушного потока для удержания жидкости, движущейся от испарителя к передней по потоку стороне. Сборник 179 по фиг. 7 также содержит поглощающий материал, способствующий удержанию жидкости.
На фиг. 8 схематично показана в разрезе часть еще одной электронной сигареты. Некоторые аспекты на фиг. 8 являются сходными с соответствующими аспектами на фиг. 1-7, и поэтому для краткости они подробно не описаны. В частности, конструкция по фиг. 8 содержит трубку 585, проходящую через место 105 стыковки от многоразового блока в картридж или картомайзер. Область 587 картриджа, окружающая трубку 585, может быть достаточно упругой и поддерживать герметичное уплотнение вокруг трубки 585 для препятствования нежелательной утечке жидкости или пара (или воздуха). Трубка образует часть основного канала 130 для воздушного потока и способствует образованию изогнутой секции 180, как описано выше. Следует отметить, что конкретную конструкцию по фиг. 8 также можно рассматривать как действующую в качестве клапана, противодействующего течению жидкости к передней по потоку стороне (в то же время допуская движение воздуха к задней по потоку стороне) сходным образом с конструкцией по фиг. 5. Конструкция по фиг. 8 также содержит сборник 179, оснащенный выступом или барьером 384, образованным трубкой 585 (часть изогнутой секции 180), вместе с углублением 191. Кроме того, углубление 191 также содержит поглощающий материал 194.
На фиг. 8 также показано, как различные компоненты или элементы могут быть скомбинированы с уловителем и удерживать жидкость, движущуюся от испарителя к передней по потоку стороне. Например, конструкцию по фиг. 8 можно рассматривать как образующую многокомпонентный уловитель для жидкости, содержащий первый компонент, действующий в качестве гравитационного барьера (потенциальной энергии), образованный из углубления 191 и стенки 384; второй компонент, действующий в качестве клапана (как описано выше), образованный изогнутой секцией 180; и третий компонент, содержащий поглощающий материал 194.
Следует отметить, что эти различные компоненты действуют взаимодополняющим или взаимоусиливающим образом. Первый компонент (гравитационный барьер) является очень эффективным при удерживании e-сигареты в обычном положении. С другой стороны, поглощающий материал 194 способствует удержанию жидкости за счет осмотического давления и т.п. (например, гидрофильного притяжения) независимо от ориентации. Кроме того, поглощающий материал содействует рассредоточению или испарению жидкости, тем самым способствуя поддержанию емкости поглощающего материала, а также сборника 179 (для конструкций, в которых поглощающий материал расположен в сборнике). Кроме того, даже если жидкость выходит (вытекает) из такого поглощающего материала 194 в конструкции по фиг. 8, эта жидкость все-таки удерживается клапаном, образованным внутренней трубкой 585, которой для функционирования не требуется нормальная (вертикальная) ориентация. Следует понимать, что такие многочисленные компоненты поддерживают друг друга, способствуя предотвращению утечки или по меньшей мере ее уменьшению. Такое уменьшение утечки может быть полезным, например, для защиты внутренних компонентов, снижения риска отрицательных эмоций пользователя и т.д.
Описанное устройство подачи пара содержит основной канал для воздушного потока, расположенный внутри устройства подачи пара от впуска воздуха до выпуска воздуха, причем воздух втягивается от впуска в направлении задней по потоку стороны по основному каналу для воздушного потока к выпуску воздуха за счет затяжки пользователя. Устройство также содержит испаритель для подачи пара в основной канал для воздушного потока, причем испаритель расположен внутри основного канала для воздушного потока или рядом с ней, и в основном канале для воздушного потока по потоку до испарителя расположен уловитель для удержания жидкости за счет препятствования ее течению по основному каналу для воздушного потока в (по меньшей мере) направлении верхней по потоку стороны от уловителя. (В некоторых случаях уловитель также может способствовать препятствованию течения в направлении нижней по потоку стороны).
Уловитель может быть основан на использовании того или иного варианта гравитационного барьера (потенциальной энергии), который может быть образован, например, сборником и/или изогнутым участком основного канала для воздушного потока. Сам сборник может быть образован, например, в виде соответствующего углубления или выемки, образованной в стенке (например, основании) основной секции для воздушного потока, и/или стенкой, кромкой, барьером и т.п. (которые могут быть образованы как часть изогнутого участка).
Дополнительно или как вариант, в уловителе может использоваться тот или иной вариант поглощающего материала, например, пена или губка, для улавливания или удержания жидкости, например, на основе осмотического давления, гидрофильности и т.п. Поглощающий материал также может быть расположен в сборнике для обеспечения дополнительной способности удерживания. Следует отметить, что чем лучше удержание жидкости, тем выше предполагаемое уменьшение утечки. Кроме того, удержание жидкости достигается без блокирования или значительного уменьшения воздушного потока через устройство (что в ином случае может препятствовать или ухудшать использование устройства).
Описанный выше уловитель способствует, помимо прочего, удержанию жидкости, образуемой испарителем или вблизи испарителя, тем самым препятствуя движению такой жидкости к передней по потоку стороне, где она может загрязнять или делать непригодным датчик затяжки (например). Такое удержание поддерживается за счет наличия уловителя, расположенного относительно близко к испарителю, например, в пределах прямой видимости и/или в пределах 5, 10 или 15 мм.
В некоторых конструкциях изогнутый участок может содержать первый и второй изгибы (первый изгиб расположен по потоку до второго изгиба), первую секцию течения (между первым и вторым изгибами) и вторую секцию течения (по потоку непосредственно после второго изгиба). Первая секция течения расположена выше второй секции течения, когда устройство удерживается в нормальной ориентации для выполнения затяжки пользователем (с мундштуком в самой верхней точке). Следует понимать, что эта разница в высоте создает потенциальный барьер для препятствования или замедления течения жидкости из второй секции в первую секцию (т.е. в направлении передней по потоку стороны).
Использование такого гравитационного барьера зависит, по меньшей мере частично, от ориентации устройства. Один способ решения задачи заключается в том, чтобы использовать конструкцию клапана в основном канале для воздушного потока, что делает течение в направлении верхней по потоку стороны более трудным, чем течение в направлении нижней по потоку стороны. Другой способ решения задачи заключается в том, чтобы использовать поглощающий материал для удержания (или способствования удержанию) жидкости, поскольку поглощающая способность материала эффективна вне зависимости от ориентации (несмотря на то, что жидкость, удерживаемая материалом, всё же, разумеется, подвергается воздействию силы тяжести).
Описанный выше уловитель оказывает незначительное воздействие на течение воздуха к нижней по потоку стороне, поскольку путь течения воздуха к нижней по потоку стороне остается открытым для поддержки затяжки, выполняемой пользователем. Один из способов количественной оценки этого эффекта основан на сопротивлении затяжке (RTD), которое может быть выражено посредством разности давлений, необходимой для втягивания (вдыхания) воздуха через e-сигарету при заданной скорости течения, например, 17,5 миллиметров в секунду, см. ISO 3402. Описанный выше уловитель изменяет RTD меньше чем на 20%, предпочтительно меньше, чем на 15%, предпочтительно меньше, чем на 10%, предпочтительно меньше, чем на 5%, предпочтительно меньше, чем на 2% (по сравнению с e-сигаретой без уловителя).
Описанный поход может быть использован в устройстве подачи пара, которое образует законченную систему, такую как e-сигарета и т.п., и сходным образом в устройстве подачи пара, которое образует часть компонента такой законченной системы. Например, в последнем случае устройство подачи пара может быть картриджем или картомайзером.
Описанные выше варианты осуществления изобретения представляют собой отдельные примеры систем и устройств подачи пара, однако следует понимать, что те же самые принципы могут применяться для систем и устройств подачи пара, в которых используются другие технологии. Например, на фиг. 1 показаны впуск 170 воздуха и датчик 160 затяжки в качестве компонентов многоразового блока 101, но один или оба из этих компонентов могут быть компонентами картриджа 102. Сходным образом, несмотря на то, что описанные выше исполнения в первую очередь относятся к системам и устройствам подачи пара, содержащим в качестве испарителя резистивную нагревательную спираль, в других примерах испаритель может содержать другую форму нагревателя, например, плоский нагреватель, контактирующий с элементом для транспортирования жидкости. Кроме того, в других примерах испаритель может быть выполнен в виде индукционного нагревателя, или могут использоваться другие технологии испарения (в отличие от нагрева), например, пьезоэлектрическое воздействие для генерирования пара. Кроме того, как уже отмечено выше, варианты осуществления изобретения относятся к системе подачи пара, содержащей устройство из двух частей. Тем не менее, те же самые принципы могут применяться в отношении других форм системы подачи аэрозоля или пара, в которых не используются сменные картриджи, например, в отношении устройств многоразового или одноразового использования. Кроме того, несмотря на то, что описанные выше варианты осуществления изобретения включают в себя камеру 120 для твердого материала, описанный выше подход может применяться в отношении устройств, в которых твердый материал не используется подобным образом.
Особенности и преимущества вариантов осуществления изобретения представлены только в виде примеров и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они предназначены только для облегчения понимания изобретения. Следует понимать, что преимущества, варианты выполнения, примеры, функции, особенности, структуры, и/или другие аспекты изобретения не следует рассматривать как ограничение изобретения, которое определяется его формулой, и что могут быть использованы и осуществлены другие варианты осуществления изобретения и его модификации без отклонения от объема изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут соответствующим образом включать, состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, особенностей, частей, этапов, средств и т.д.
1. Устройство подачи пара, содержащее основной канал для воздушного потока, расположенный внутри устройства подачи пара и проходящий от впуска воздуха до выпуска воздуха так, что при затяжке пользователя воздух втягивается по указанному основному каналу от впуска воздуха в направлении нижней по потоку стороны к выпуску воздуха, испаритель для подачи пара в основной канал для воздушного потока, расположенный в основном канале для воздушного потока или рядом с ним, уловитель, расположенный в основном канале для воздушного потока, для предотвращения течения жидкости по основному каналу для воздушного потока в направлении к верхней по потоку стороне от уловителя посредством удержания жидкости, и датчик воздушного потока для обнаружения затяжки пользователя с помощью устройства, причем уловитель расположен по потоку после датчика воздушного потока.
2. Устройство по п. 1, в котором уловитель содержит изогнутый участок основного канала воздушного потока.
3. Устройство по п. 2, в котором изогнутый участок содержит по меньшей мере первый и второй изгибы, причем каждый из этих изгибов повернут на угол по меньшей мере 90°.
4. Устройство по п. 3, в котором один или оба изгиба повернуты на угол больше 90°.
5. Устройство по любому из пп. 3 или 4, в котором один или оба изгиба повернуты на угол 180°.
6. Устройство по любому из пп. 3-5, дополнительно содержащее датчик воздушного потока, расположенный в основном канале для воздушного потока или рядом с ним, при этом основная траектория воздушного потока имеет первое направление между датчиком воздушного потока и первым изгибом, второе направление между первым изгибом и вторым изгибом и третье направление между вторым изгибом и испарителем, причем первое и третье направления параллельны, но смещены относительно друг друга.
7. Устройство по п. 6, в котором второе направление по меньшей мере частично противоположно первому направлению.
8. Устройство по любому из пп. 2-7, в котором изогнутый участок образует гравитационный барьер, противодействующий течению жидкости в направлении к передней по потоку стороне, когда устройство удерживается в нормальной ориентации для затяжки пользователя.
9. Устройство по п. 8, в котором изогнутый участок содержит первую и вторую секции, причем первая секция расположена до второй по потоку секции и выше второй секции, когда устройство удерживается в нормальной ориентации для затяжки пользователя.
10. Устройство по любому из пп. 2-9, в котором изогнутый участок образует конфигурацию клапана для препятствования течению жидкости к передней по потоку стороне по изогнутому участку по сравнению с течением жидкости по изогнутому участку к задней по потоку стороне.
11. Устройство по п. 10, в котором конфигурация клапана включает в себя трубку, так что воздух, текущий в направлении к задней по потоку стороне, движется сначала по внутренней стороне трубки, а затем обратно по наружной стороне трубки и вокруг нее.
12. Устройство по любому из пп. 1-11, в котором уловитель содержит поглощающий материал для удерживания жидкости.
13. Устройство по п. 12, в котором поглощающий материал расположен внутри углубления или сборника в соответствии с нормальной ориентацией устройства для затяжки пользователя.
14. Устройство по любому из пп. 12 или 13, в котором основной канал для воздушного потока представляет собой прямую линию от испарителя до поглощающего материала.
15. Устройство по любому из пп. 12-14, в котором поглощающий материал способствует испарению жидкости из устройства подачи пара.
16. Устройство по любому из пп. 1-15, в котором уловитель содержит сборник или углубление, образующее гравитационный барьер для препятствования течению жидкости в направлении к передней по потоку стороне, когда устройство удерживается в нормальной ориентации для затяжки пользователя.
17. Устройство по п. 1, в котором уловитель образует гравитационный барьер для препятствования течению жидкости в направлении к передней по потоку стороне, когда устройство удерживается в нормальной ориентации для затяжки пользователя.
18. Устройство по п. 1, в котором уловитель образует конфигурацию клапана для препятствования течению жидкости к передней по потоку стороне по сравнению с течением жидкости к задней по потоку стороне.
19. Устройство по любому из пп. 1-18, выполненное с возможностью содержания или размещения резервуара для подлежащей испарению жидкости, а уловитель имеет вместимость 2-30% от объема резервуара, предпочтительно 5-15% от объема резервуара.
20. Устройство по любому из пп. 1-19, содержащее картомайзер для соединения с многоразовым компонентом для подачи питания к устройству подачи пара.
21. Устройство по любому из пп. 1-20, в котором уловитель выполнен так, что он не оказывает влияния на течение воздуха в направлении задней по потоку стороны при затяжке пользователя.
22. Устройство подачи пара, содержащее основной канал для воздушного потока, расположенный внутри устройства подачи пара и проходящий от впуска воздуха до выпуска воздуха, так что при затяжке пользователя воздух втягивается по указанному основному каналу от впуска воздуха в направлении нижней по потоку стороны к выпуску воздуха; испаритель для подачи пара в основной канал для воздушного потока, расположенный в основном канале для воздушного потока или рядом с ним; многокомпонентный уловитель, расположенный в основном канале для воздушного потока, для предотвращения течения жидкости по основному каналу для воздушного потока в направлении к верхней по потоку стороне от уловителя посредством удержания жидкости, причем многокомпонентный уловитель содержит гравитационный барьер для препятствования течению жидкости в направлении к передней по потоку стороне, когда устройство удерживается в нормальной ориентации для затяжки пользователя; и поглощающий материал для удержания жидкости.
23. Устройство по п. 22, дополнительно содержащее конфигурацию клапана для препятствования течению жидкости к передней по потоку стороне по сравнению с течением жидкости к задней по потоку стороне.
24. Устройство по любому из пп. 1-23, в котором уловитель расположен в основном канале для воздушного потока по потоку до испарителя.
25. Устройство подачи пара, содержащее основной канал для воздушного потока, расположенный внутри устройства подачи пара и проходящий от впуска воздуха до выпуска воздуха, так что при затяжке пользователя воздух втягивается по указанному основному каналу от впуска воздуха в направлении нижней по потоку стороны к выпуску воздуха, уловитель, расположенный в основном канале для воздушного потока, для предотвращения течения жидкости по основному каналу для воздушного потока в направлении к верхней по потоку стороне от уловителя посредством удержания жидкости, и датчик воздушного потока для обнаружения затяжки пользователя с помощью устройства, причем уловитель расположен по потоку после датчика воздушного потока.
26. Система подачи пара, содержащая устройство подачи пара по любому из пп. 1-25 в комбинации с источником питания и схемой управления.
27. Нетерапевтический способ использования устройства подачи пара, включающий в себя этапы, на которых обеспечивают наличие в устройстве подачи пара основного канала для воздушного потока от впуска воздуха до выпуска воздуха, втягивают воздух от впуска воздуха в направлении нижней по потоку стороны по основному каналу для воздушного потока к выпуску воздуха посредством затяжки пользователя, подают пар в основной канал для воздушного потока, и удерживают жидкость в уловителе, расположенном в основном канале для воздушного потока, для препятствования течению жидкости из уловителя по указанному каналу в направлении передней по потоку стороны, причем устройство подачи пара содержит датчик воздушного потока для обнаружения затяжки пользователя с помощью устройства, а уловитель расположен по потоку после датчика воздушного потока.
