Генерирующее аэрозоль устройство с уменьшенной утечкой
Изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству. Генерирующее аэрозоль устройство (10), содержащее кожух (12), имеющий первый конец, образующий мундштук (18), второй конец (14) и полость (25), образованную между первым концом и вторым концом. Устройство (10) также содержит резервуар (22), расположенный внутри полости для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата. Устройство (10) также содержит распылитель (24) и клапан (26), расположенные внутри мундштука (18) кожуха, причем клапан имеет расположенную дальше по потоку сторону и расположенную раньше по потоку сторону, и расположенная раньше по потоку сторона клапана содержит одно или более из гидрофильного покрытия, гидрофобного покрытия или абсорбирующего жидкость покрытия. Обеспечивается минимизация утечки жидкости из мундштука. 14 з.п. ф-лы, 21 ил.
Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству с нагревом образующего аэрозоль субстрата для образования вдыхаемого аэрозоля. В частности, настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству, которое выполнено с возможностью минимизации утечки жидкого образующего аэрозоль субстрата или конденсатов.
Из уровня техники известны устройства для генерирования аэрозолей для вдыхания пользователем, в том числе устройства, которые обычно нагревают жидкость для испарения этой жидкости и создания аэрозоля. Такие устройства обычно содержат часть для хранения жидкости или резервуар для хранения запаса жидкого образующего аэрозоль субстрата или «е-жидкости» (жидкости для электронных сигарет), а также нагреватель для нагрева е-жидкости для генерирования аэрозоля. Такие устройства также содержат канал для потока воздуха, сообщающийся с нагревателем, так что обеспечивается возможность переноса аэрозоля по указанному каналу для потока воздуха и доставки пользователю.
Качество аэрозоля, который генерируется известными устройствами, можно оценить с использованием ряда различных факторов. Указанные факторы могут включать количество генерируемого аэрозоля, плотность капель внутри аэрозоля, температуру аэрозоля и скорость доставки аэрозоля. Качество ощущений от использования, обеспечиваемых известными устройствами, может быть оценено с использованием ряда различных факторов. Эти факторы могут включать качество генерируемого аэрозоля, а также частоту утечки жидкости из устройства.
Утечка жидкости из генерирующего аэрозоль устройства может представлять собой утечку е-жидкости из собственно резервуара. Жидкость, вытекающая из устройства, может представлять собой е-жидкость, которая попала на нагреватель, но не была испарена нагревателем. Жидкость, которая была испарена нагревателем, может конденсироваться внутри устройства и образовывать крупные капли, которые затем вытекают из устройства. В частности, крупные капли могут образовываться при попадании горячего воздуха и пара из нагревателя на более холодные внутренние поверхности кожуха устройства.
В документе US 2015/0201674 A1 относится к электронным курительным изделиям, демонстрирующим улучшенный контроль влажности содержащегося в них резервуара. Резервуар может быть сформирован из волокнистых материалов, таких как волокно из ацетата целлюлозы, термопластическое волокно, нетермопластичное волокно или их комбинация. В раскрытии представлен картридж, содержащий кожух, имеющий впускное отверстие для воздуха на первом конце и выпускное отверстие для воздуха на втором, мундштучном конце. Внутри картриджа содержатся резервуар для удержания исходной жидкости аэрозоля, распылитель и нагреватель. Путь потока образован от впускного отверстия для воздуха, через первый обратный клапан, мимо нагревателя, через второй обратный клапан и через выпускное отверстие для воздуха. Картридж может также включать в себя поглощающий материал, выполненный с возможностью поглощения любой свободной жидкости внутри кожуха. Поглощающий материал может быть предусмотрен в качестве подкладки на всей или на части внутренней стенки кожуха. В раскрытии дополнительно представлены способы изготовления электронных курительных изделий и способы упаковки электронных курительных изделий (включая их картриджи) для улучшения контроля влажности резервуара.
Было бы желательно создать такую генерирующую аэрозоль систему, которая минимизировала бы утечку жидкости. Утечка жидкости во время использования может создавать для пользователя неприятный вкус или неприятные ощущения. Утечка жидкости между сеансами использования способна портить изделия, такие как одежда, или она может создавать впечатление низкого качества устройства. Было бы желательно минимизировать утечку жидкости для улучшения ощущений от использования.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль устройство, содержащее кожух, имеющий первый конец, образующий мундштук, второй конец и полость, образованную между первым концом и вторым концом. Устройство также содержит резервуар, расположенный внутри указанной полости и предназначенный для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата, и распылитель. Устройство также содержит клапан, расположенный внутри мундштука кожуха и имеющий расположенную дальше по потоку сторону и расположенную раньше по потоку сторону, причем расположенная раньше по потоку сторона клапана содержит одно или более из гидрофильного покрытия, гидрофобного покрытия или абсорбирующего жидкость покрытия.
Устройство может содержать впускное отверстие для воздуха в кожухе и канал для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха через указанную полость до мундштука. Клапан может находиться в канале для потока воздуха. Канал для потока воздуха может проходить через распылитель. Распыленная жидкость может вовлекаться в поток воздуха, проходящий через канал для потока воздуха.
В контексте данного документа термин «генерирующее аэрозоль устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с образующим аэрозоль субстратом или генерирующим аэрозоль изделием для генерирования аэрозоля. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать один или более компонентов, используемых для подачи энергии от источника питания на образующий аэрозоль субстрат или генерирующее аэрозоль изделие для генерирования аэрозоля. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать источник питания, который может представлять собой внешний источник питания или встроенный источник питания, образующий часть генерирующего аэрозоль устройства. Генерирующее аэрозоль устройство может взаимодействовать с образующим аэрозоль субстратом или генерирующим аэрозоль изделием для генерирования аэрозоля, который может непосредственно вдыхаться пользователем.
В контексте данного документа термин «образующий аэрозоль субстрат» относится к субстрату, способному выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат может быть загружен на носитель или на основу путем адсорбции, нанесения покрытия, пропитки или иным способом. Подходящий образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин, материал растительного происхождения, гомогенизированный материал растительного происхождения, по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля или другие добавки или ингредиенты, такие как ароматизаторы.
В контексте данного документа термин «дальше по потоку» используется для описания относительного положения компонентов или частей компонентов генерирующего аэрозоль устройства относительно направления потока воздуха через устройство при использовании. Расположенная дальше по потоку сторона указанного клапана может быть ближайшей ко рту пользователя в направлении потока воздуха, а расположенная раньше по потоку сторона указанного клапана может быть ближайшей к распылителю в направлении потока воздуха. Иначе говоря, воздух из распылителя может поступать на расположенную раньше по потоку сторону клапана при использовании, а воздух с расположенной дальше по потоку стороны клапана может втягиваться в рот пользователя при использовании. Генерирующее аэрозоль изделие может содержать ближний конец, через который генерируемый аэрозоль выходит из генерирующего аэрозоль устройства и доставляется пользователю. Ближний конец может также именоваться мундштучным концом. При использовании пользователь может осуществлять затяжку на ближнем конце с целью вдыхания генерируемого аэрозоля. Генерирующее аэрозоль устройство может представлять собой удлиненное устройство, содержащее дальний конец, противоположный ближнему или мундштучному концу. В таких вариантах осуществления ближний конец может именоваться расположенным дальше по потоку концом. Аналогичным образом, в контексте данного документа термин «раньше по потоку» используется для описания относительного положения компонентов или частей компонентов генерирующего аэрозоль устройства на дальнем конце генерирующего аэрозоль устройства.
В контексте данного документа термин «длина» относится к максимальному продольному размеру между расположенным раньше по потоку концом, в данном случае основанием или закрытым концом, устройства и расположенным дальше по потоку концом, или мундштучным концом, устройства.
Резервуар может быть закреплен внутри кожуха генерирующего аэрозоль устройства. Резервуар может быть выполнен с возможностью повторной заправки для обеспечения возможности повторного использования генерирующего аэрозоль устройства. В варианте осуществления настоящего изобретения, содержащем повторно заправляемый резервуар, кожух генерирующего аэрозоль устройства может содержать отверстие, выполненное с возможностью обеспечения введения жидкого образующего аэрозоль субстрата через указанное отверстие в резервуар. В качестве альтернативы, резервуар может быть выполнен с возможностью извлечения из кожуха образующего аэрозоль устройства. После извлечения из кожуха съемный резервуар может быть заправлен повторно. В качестве альтернативы, съемный резервуар может представлять собой одноразовый резервуар, который отправляют в отходы после использования. Затем в генерирующее аэрозоль устройство может быть вставлен новый резервуар.
Предпочтительно, резервуар сообщается по текучей среде с распылителем. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может переноситься из резервуара в распылитель для распыления. Перенос жидкости может обеспечиваться с помощью фитиля или капиллярного элемента, проходящего между резервуаром и распылителем. Жидкость из распылителя может вовлекаться в поток воздуха в указанном канале для потока воздуха с образованием аэрозоля.
Указанный клапан может управлять потоком текучей среды из генерирующего аэрозоль устройства. Предпочтительно, клапан предотвращает выход жидкости из генерирующего аэрозоль устройства при одновременном обеспечении возможности вдыхания генерируемого аэрозоля пользователем через мундштук.
Покрытие на клапане может дополнительно уменьшать поток крупных капель жидкости через клапан. Дополнительно или в качестве альтернативы покрытие может быть обеспечено на расположенной дальше по потоку стороне клапана, на ближнем конце генерирующего аэрозоль устройства. Покрытие может представлять собой гидрофильное покрытие, гидрофобное покрытие или абсорбирующее жидкость покрытие.
Жидкость, попадающая на гидрофобное покрытие, может отталкиваться. Благодаря обеспечению гидрофобного покрытия на расположенной раньше по потоку стороне клапана, обеспечивается возможность отталкивания жидкости от клапана и возможность удержания жидкости внутри кожуха генерирующего аэрозоль устройства. Таким образом обеспечивается возможность предотвращения утечки жидкости, конденсирующейся внутри кожуха и образующей крупные капли, через указанный клапан. Гидрофобное покрытие может быть по меньшей мере частично выполнено либо из полиуретана (PU), либо из сверхгидрофобного металлического слоя, такого как микропористый или ячеистый металл, например, медь или алюминий, и функционализировано углеродными цепями для придания ему сверхгидрофобности.
Жидкость, попадающая на гидрофильное покрытие, может притягиваться к этому покрытию. Покрытие может находиться либо на расположенной раньше по потоку, либо на расположенной дальше по потоку стороне клапана. Гидрофильное покрытие может притягивать жидкость в области вблизи клапана и предотвращать прохождение крупных капель жидкости через клапан или в рот пользователя. Гидрофильное покрытие может быть по меньшей мере частично выполнено из 3-полиамида, поливинилацетата, ацетилцеллюлозы или хлопка.
Жидкость, попадающая на абсорбирующее жидкость покрытие, может абсорбироваться в этом покрытии. Покрытие может находиться либо на расположенной раньше по потоку, либо на расположенной дальше по потоку стороне клапана. Благодаря абсорбции жидкости в указанном покрытии обеспечивается возможность удержания жидкости внутри покрытия и предотвращается вытекание крупных капель жидкости из клапана. Абсорбирующее жидкость покрытие может быть по меньшей мере частично выполнено из нейлона (полиамида), ацетилцеллюлозы или хлопковой целлюлозы.
Может использоваться любая комбинация гидрофобного покрытия, гидрофильного покрытия и абсорбирующего жидкость покрытия.
Предпочтительно, указанный клапан представляет собой обратный клапан, выполненный с возможностью ослабления потока крупных капель жидкости от расположенной раньше по потоку стороны клапана к расположенной дальше по потоку стороне клапана. Обратный клапан вместе с одним или более покрытиями может быть выполнен с возможностью обеспечения вдыхания аэрозоля через указанный клапан с одновременным предотвращением вытекания крупных капель жидкости из генерирующего аэрозоль устройства.
В некоторых вариантах осуществления указанный клапан содержит гидрофобное покрытие, и генерирующее аэрозоль устройство дополнительно содержит накопитель для хранения. Накопитель для хранения может быть выполнен с возможностью приема жидкости, отталкиваемой гидрофобным покрытием. В этих вариантах осуществления жидкость, которая была оттолкнута гидрофобным покрытием, может быть сохранена в накопителе для хранения. Генерирующее аэрозоль устройство также может содержать фитиль или капиллярный элемент для направления жидкости от гидрофобного покрытия в накопитель для хранения. Накопитель для хранения может быть размещен внутри кожуха генерирующего аэрозоль устройства. Накопитель для хранения может быть закреплен внутри кожуха генерирующего аэрозоль устройства, и кожух может содержать отверстие, через которое обеспечивается возможность опорожнения накопителя для хранения. В качестве альтернативы, накопитель для хранения может быть выполнен с возможностью извлечения из кожуха генерирующего аэрозоль устройства. Съемный накопитель для хранения может быть опорожнен после извлечения из кожуха, так что обеспечивается возможность его повторной вставки в кожух и повторного использования. В качестве альтернативы, съемный накопитель для хранения может быть одноразовым и отправляться в отходы после извлечения из кожуха. Затем в кожух может быть вставлен новый накопитель для хранения. Накопитель для хранения может сообщаться по текучей среде с указанным резервуаром для обеспечения возможности возврата жидкости, находящейся в накопителе для хранения, в указанный резервуар для повторного распыления.
Клапан может представлять собой шаровой клапан. В качестве альтернативы, клапан может представлять собой клапан типа «утиный нос». В качестве альтернативы, клапан может представлять собой мембранный клапан. В качестве альтернативы, клапан может представлять собой зонтичный клапан. В качестве альтернативы, клапан может представлять собой шарнирный клапан. Клапан согласно настоящему изобретению может представлять собой любой подходящий обратный клапан. Тем не менее, клапан предпочтительно имеет простую конструкцию и легко приводится в действие. Удачными вариантами являются клапан типа «утиный нос» или зонтичный клапан.
Предпочтительно, клапан приводится в действие в результате вдоха, осуществляемого пользователем на мундштуке генерирующего аэрозоль устройства. Приведение в действие клапана может приводить к открытию отверстия клапана, так что текучая среда получает возможность протекания изнутри кожуха генерирующего аэрозоль устройства через мундштук генерирующего аэрозоль устройства. Благодаря приведению в действие в результате вдоха обеспечивается устройство, которое является простым в управлении, поскольку от пользователя не требуется выполнение какого-либо дополнительного действия. Благодаря приведению в действие в результате вдоха обеспечивается возможность прохождения аэрозоля через клапан при осуществлении пользователем вдыхания на генерирующем аэрозоль устройстве. Благодаря приведению в действие в результате вдоха обеспечивается возможность того, чтобы клапан оставался в закрытом положении при неиспользовании генерирующего аэрозоль устройства, так что невозможен выход жидкости через клапан при неиспользовании генерирующего аэрозоль устройства.
В качестве альтернативы или дополнительно клапан может приводиться в действие с помощью кнопки на кожухе. В данном альтернативном варианте осуществления клапан приводится в действие механически. Механически приводимый в действие клапан обеспечивает возможность того, чтобы пользователь ощущал улучшенную управляемость генерирующим аэрозоль устройством при его использовании. Механически приводимый в действие клапан может нуждаться в ручном приведении в действие одновременно с осуществлением вдоха пользователем на генерирующем аэрозоль устройстве для вытекания генерируемого аэрозоля из устройства. Указанная кнопка может быть расположена на боковой стороне кожуха генерирующего аэрозоль устройства или на конце кожуха генерирующего аэрозоль устройства. Пользователь может одновременно нажимать на кнопку для приведения в действие указанного клапана и осуществлять вдох на мундштуке генерирующего аэрозоль устройства.
В качестве альтернативы или дополнительно указанный клапан может приводиться в действие с помощью электрических сигналов. Электрические сигналы могут генерироваться датчиком потока, расположенным внутри кожуха устройства и выполненным с возможностью обнаружения затяжки, осуществляемой пользователем на мундштуке устройства. Датчик потока может быть расположен дальше по потоку относительно клапана. Кожух может содержать обходной канал потока, в котором расположен датчик потока.
Предпочтительно, клапан расположен на ближнем конце кожуха или вблизи него. Предпочтительно, клапан расположен внутри мундштука. Благодаря обеспечению клапана в мундштуке генерирующего аэрозоль устройства обеспечивается возможность того, чтобы клапан минимизировал утечку обеих из жидкости, которая вытекает из указанного резервуара, и жидкости, образующейся в результате конденсации раньше по потоку относительно распылителя в кожухе генерирующего аэрозоль устройства. Благодаря минимизации длины кожуха дальше по потоку относительно указанного клапана также обеспечивается возможность минимизации пространства, в котором дополнительно может конденсироваться аэрозоль с образованием жидкости.
Распылитель может содержать нагреватель. Нагреватель может испарять жидкий образующий аэрозоль субстрат с образованием пара. Пар может охлаждаться с образованием сконденсированных капель жидкости в потоке воздуха, в результате чего образуется аэрозоль. В качестве альтернативы, распылитель может представлять собой механический распылитель, содержащий пьезоэлектрический элемент. В данном альтернативном варианте осуществления пьезоэлектрический элемент может совершать вибрации в ответ на протекание переменного тока через пьезоэлектрический элемент. Вибрации пьезоэлектрического элемента могут воздействовать на жидкий образующий аэрозоль субстрат через сопловой узел таким образом, чтобы происходило образование капель жидкого образующего аэрозоль субстрата. Указанные капли вовлекаются в поток воздуха в канале для потока воздуха с образованием аэрозоля.
Нагреватель может содержать один или более нагревательных элементов. Нагревательный элемент может представлять собой плоский нагревательный элемент, или нагревательный стержень, или нагревательную катушку, или любую другую подходящую конфигурацию нагревательного элемента. Нагревательный элемент может быть выполнен из электрически резистивного материала с тем, чтобы пропускание электрического тока через нагревательный элемент приводило к выделению тепла нагревательным элементом. Нагревательный элемент может быть непосредственно электрически соединен с источником тепла. Подходящие электрически резистивные материалы включают полупроводники, такие как легированная керамика, например легированные карбиды кремния, электрически «проводящая» керамика, такая как дисилицид молибдена, углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. В качестве альтернативы или дополнительно нагревательный элемент может содержать сусцептор, а нагреватель также может содержать индуктор, расположенный с возможностью индуцирования тока для нагрева сусцептора. Например, индуктор может содержать катушку, которая расположена снаружи нагревательной камеры или окружает нагревательную камеру и действует таким образом, чтобы индуцировать нагревающие токи в сусцепторе.
Нагреватель может содержать фитиль для направления жидкости из указанного резервуара к нагревателю. Фитиль может направлять жидкий образующий аэрозоль субстрат из указанного резервуара в нагреватель. Фитиль может быть по меньшей мере частично выполнен из материала, способного абсорбировать жидкий образующий аэрозоль субстрат. Такой материал может представлять собой пористый, волокнистый, губчатый, пенообразный или капиллярный материал. Фитиль может содержать пучок капилляров. Фитиль может содержать множество волокон. Фитиль может содержать трубки с узким каналом. Фитиль может содержать комбинацию из волокон, прядей и трубок с тонким каналом. Волокна, пряди и трубки с тонким каналом могут быть в целом выровнены с возможностью переноса жидкости к электрическому нагревателю. Такой материал может иметь заданную капиллярность. Примеры подходящих материалов для абсорбирования жидкого образующего аэрозоль субстрата включают материалы на основе керамики или графита в форме волокон или спеченных порошков. Примеры подходящих материалов также включают губчатые или вспененные материалы, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика.
Для соответствия разным физическим свойствам жидкости, таким как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара, могут использоваться фитили разной пористости. Фитиль может иметь первый конец, расположенный внутри указанного резервуара, и второй конец, заканчивающийся на нагревателе. В качестве альтернативы второй конец фитиля может быть окружен нагревателем. Например, если нагревательный элемент представляет собой катушечный нагревательный элемент, то катушка может быть обернута вокруг второго конца фитиля. Второй конец фитиля обычно расположен внутри пути прохождения потока воздуха, проходящего внутри кожуха генерирующего аэрозоль устройства, так что воздух втягивается мимо фитиля и вовлекает в себя пар. Пар впоследствии охлаждается с образованием аэрозоля.
Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система может также содержать направляющие средства, выполненные с возможностью направления жидкости, образующейся в результате конденсации аэрозолизированного жидкого образующего аэрозоль субстрата, к нагревателю. Направляющие средства могут быть расположены внутри кожуха устройства. Направляющие средства могут быть расположены снаружи каждого из резервуара и распылителя. Направляющие средства могут представлять собой фитильный элемент или капиллярный элемент, или любые средства, способные переносить жидкость к распылителю. Благодаря направлению жидкости к распылителю обеспечивается возможность аэрозолизации или повторной аэрозолизации жидкости, так что обеспечивается возможность предотвращения ее накопления внутри кожуха.
Предпочтительно, резервуар генерирующего аэрозоль устройства содержит наружную стенку, имеющую первую поверхность, обращенную к каналу для потока воздуха в кожухе и выполненную из гидрофобного материала. Резервуар также может содержать вторую поверхность, противоположную первой поверхности и выполненную из гидрофильного материала. Наружная стенка резервуара может быть расположена смежно с каналом для потока воздуха, дальше по потоку от распылителя. При такой компоновке обеспечивается возможность переноса жидкости, конденсирующейся на наружной стенке, в резервуар через наружную стенку, но при этом обеспечивается возможность предотвращения выхода жидкости, находящейся в резервуаре, через наружную стенку.
Канал для потока воздуха дальше по потоку относительно распылителя может содержать стенки, имеющие первый слой, контактирующий с аэрозолем в канале для потока воздуха и содержащий гидрофобный материал, и второй слой, расположенный под первым слоем и содержащий гидрофильный материал.
Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система также может содержать источник питания и блок управления. Источник питания подает питание на нагреватель. Нагреватель предпочтительно выполнен с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата. При такой компоновке обеспечивается возможность генерирования аэрозоля с целью вдыхания пользователем. Блок управления может управлять подачей питания от блока питания на нагреватель; Блок управления может регулировать создаваемую температуру и продолжительностью нагрева. Блок управления может регулировать другие характеристики нагревателя.
Конкретные варианты осуществления будут далее описаны подробно и показаны исключительно в качестве примеров на нижеследующих фигурах, на которых:
на Фиг. 1 показан вид в перспективе генерирующего аэрозоль устройства согласно настоящему изобретению;
на Фиг. 2a-2e показаны виды генерирующего аэрозоль устройства согласно настоящему изобретению, содержащего клапан типа «утиный нос»;
на Фиг. 3a-3g показаны виды генерирующего аэрозоль устройства согласно настоящему изобретению, содержащего зонтичный клапан;
на Фиг. 4a-4e показаны виды генерирующего аэрозоль устройства согласно настоящему изобретению, содержащего шаровой клапан; и
на Фиг. 5а-5с показаны слои, нанесенные на стенки канала для потока воздуха внутри генерирующего аэрозоль устройства согласно настоящему изобретению.
На Фиг. 1 показано схематическое изображение генерирующего аэрозоль устройства 10. Генерирующее аэрозоль устройство 10 содержит кожух 12 с дальним концом 14 и ближним концом 16. Кожух 12 на ближнем конце 16 сужается с образованием мундштука 18. Внутри кожуха 12 расположены источник 21 питания, блок 20 управления, резервуар с жидким образующим аэрозоль субстратом 22, распылитель 24 и клапан 26. Внутри кожуха 12 образован канал 25 для потока воздуха, так что обеспечивается возможность втягивания воздуха через кожуха 12 от впускного отверстия 23 для воздуха к мундштуку 18 через клапан 26. Пользователь осуществляет затяжку на мундштуке 18 и втягивает воздух из впускного отверстия 23 для воздуха через распылитель 24 или мимо него, так что аэрозолизированные капли жидкого образующего аэрозоль субстрата 22 вовлекаются в поток воздуха. Затем поток воздуха поступает через клапан 26 к пользователю для вдыхания.
Источник 21 питания и блок 20 управления обычно заключены в многоразовой части устройства, а распылитель 24, резервуар 22 для жидкости и мундштук 18 - в расходной части устройства, которая крепится к многоразовой части при использовании.
На Фиг. 2а-2е показаны различные виды первого варианта осуществления генерирующего аэрозоль устройства 10 согласно настоящему изобретению. Клапан 26 в этом первом варианте осуществления представляет собой клапан типа «утиный нос». В первом варианте осуществления ближний конец 16 мундштука 18 кожуха 12 покрыт соединителем 28 клапана. Соединитель 28 клапана имеет открытый дальний конец 30 и закрытый ближний конец 32. Открытый конец 30 имеет форму, обеспечивающую возможность скольжения по ближнему концу 16 кожуха 12 и удерживается на месте, покрывая ближний конец 16. Закрытый конец 32 содержит отверстие 34. Клапан 26 типа «утиный нос» расположен внутри отверстия 34 соединителя 28 клапана.
На Фиг. 2c показан только клапан 26 типа «утиный нос». Клапан 26 типа «утиный нос» содержит седло 36 клапана и сопло 38. Канал 42, показанный на Фиг. 2d, проходит через сопло 38, образованное внутренними стенками 50 сопла. Канал 42 проходит от отверстия 44 в седле 36 клапана до отверстия 46 в сопле 38, образованном противоположными сторонами 40 и 40’. При нахождении на своем месте канал 42 клапана 26 типа «утиный нос» выровнен с каналом 25 для потока воздуха устройства 10, как показано на видах в сечении по Фиг. 2d и 2e.
Сопло 38 выполнено из каучука или эластомерного материала, так что сопло 38 является деформируемым. Сопло 38 имеет такую форму, что при отсутствии приложения усилия к соплу 38 противоположные стороны 40 и 40’ сопла 38 находятся в контакте, и отверстие 46 сопла находится в закрытом положении. В закрытом положении противоположные стороны 40 и 40’ сопла 38 предотвращают выход жидкости, такой как е-жидкость или конденсированный аэрозоль, через клапан 26 при неосуществлении пользователем затяжки на устройстве. При втягивании воздуха через канал 42 из седла 36 клапана в сопло 38, под действием давления воздуха внутри сопла 38 противоположные стороны 40 и 40’ раздвигаются, так что обеспечивается возможность выхода воздуха через отверстие 44.
Клапан 26 типа «утиный нос» содержит внутреннее покрытие 48, показанное на Фиг. 2e. Внутреннее покрытие 48 представляет собой гидрофобное покрытие. Покрытие 48 покрывает по существу всю внутреннюю стенку 50 сопла 38. Покрытие 48 отталкивает жидкость, такую как е-жидкость или конденсированный аэрозоль. При осуществлении пользователем затяжки на устройстве 10 и переводе сопла 38 в открытое положение, предотвращается выход жидкости через отверстие 46, поскольку покрытие 48 отталкивает жидкость, так что прохождение жидкости через сопло 38 невозможно. Таким образом, покрытие 48 предотвращает утечку жидкости из мундштука 18 при использовании.
На Фиг. 3а-3g показаны различные виды второго варианта осуществления генерирующего аэрозоль устройства 10 согласно настоящему изобретению. Клапан 26 в этом втором варианте осуществления представляет собой зонтичный клапан. Во втором варианте осуществления, сходном с первым вариантом осуществления, ближний конец 16 мундштука 18 кожуха 12 покрыт соединителем 28 клапана. Как и в первом варианте осуществления, соединитель 28 клапана по второму варианту осуществления имеет открытый дальний конец 30 и закрытый ближний конец 32. Открытый конец 30 имеет форму, обеспечивающую возможность скольжения по ближнему концу 16 мундштука 18 и удерживается на своем месте, покрывая ближний конец 16. Во втором варианте осуществления закрытый конец 32 содержит центральное отверстие 54 и два боковых отверстия 56 и 56’. Боковые отверстия 56 и 56’ расположены коаксиально с каналом 25 для воздуха устройства 10, как показано на видах в сечении по Фиг. 3d и 3e.
На Фиг. 3c показан только зонтичный клапан 52. Зонтичный клапан 52 содержит затвор 58 клапана, горловину 60 клапана и зонтичную часть 62. Горловина 60 клапана проходит между затвором 58 клапана и зонтичной частью 62. Горловина 60 клапана расположена внутри центрального отверстия 54 закрытого конца 32 соединителя 28 клапана. Затвор 58 клапана расположен на стороне, расположенной раньше по потоку относительно закрытого конца 32. Зонтичная часть 62 расположена напротив затвора 58 клапана на стороне, расположенной дальше по потоку относительно закрытого конца 32. Зонтичная часть 62 представляет собой вогнутую круговую часть, проходящую вниз от конца горловины 60 клапана в направлении затвора 58 клапана.
Затвор 58 клапана имеет наружную окружность, которая больше, чем внутренняя окружность центрального отверстия 54. В результате предотвращается прохождение затвора 58 клапана через центральное отверстие 54.
Зонтичная часть 62 имеет такую наружную окружность, что она проходит поверх каждого из боковых отверстий 56 и 56’ в закрытом положении, как показано на Фиг. 3f. В закрытом положении предотвращается выход жидкости через клапан 26 при неосуществлении пользователем затяжки на устройстве 10. Зонтичная часть 62 выполнена из каучука или эластомерного материала, так что зонтичная часть 62 является деформируемой. При втягивании воздуха через устройство 10, под действием давления воздуха на расположенную раньше по потоку сторону зонтичной части 62 в результате прохождения воздуха через боковые отверстия 56 и 56’, зонтичная часть 62 деформируется и меняет форму на обратную, так что зонтичная часть 62 больше не покрывает боковые отверстия 56 и 56’ и в результате обеспечивается возможность прохождения воздуха через клапан 26, как показано на Фиг. 3g.
Зонтичный клапан 52 содержит внутреннее покрытие 64, показанное на Фиг. 3f и 3g. Внутреннее покрытие 64 представляет собой гидрофобное покрытие. Покрытие 64 находится на обеих из расположенной раньше по потоку стороны закрытого конца 32 и расположенной раньше по потоку стороны зонтичной части 62. Покрытие 64 отталкивает жидкость, такую как е-жидкость или конденсированный аэрозоль. При осуществлении пользователем затяжки на устройстве 10 и изменении формы зонтичной части 62 на обратную, так что боковые отверстия 56 и 56’ оказываются непокрытыми, выход жидкости через боковые отверстия 56 и 56’предотвращается вследствие того, что покрытие 64 отталкивает жидкость. Таким образом, покрытие 64 предотвращает утечку жидкости из мундштука 18 при использовании.
На Фиг. 4а-4е показаны различные виды третьего варианта осуществления генерирующего аэрозоль устройства 10 согласно настоящему изобретению. Клапан 26 в данном третьем варианте осуществления представляет собой шаровой клапан. В третьем варианте осуществления, схожем с первым вариантом осуществления, ближний конец 16 мундштука 18 кожуха 12 покрыт соединителем 28 клапана. Аналогично первому варианту осуществления, соединитель 28 клапана согласно третьему варианту осуществления имеет открытый дальний конец 30 и закрытый ближний конец 32. Открытый конец 30 имеет форму, обеспечивающую возможность скольжения по ближнему концу 16 мундштука 18 и удерживается на месте, покрывая ближний конец 16.
В третьем варианте осуществления закрытый конец 32 содержит отверстие 66. Отверстие 66 выровнено с каналом 25 для воздуха устройства 10, как показано на видах в сечении по Фиг. 4d и 4e. На Фиг. 4b показан вид в перспективе спереди клапанной части 68, размещаемой поверх закрытого конца 32 соединителя 28 клапана. На Фиг. 4c показан вид сбоку только клапанной части 68.
Клапанная часть 68 содержит центральный шаровой элемент 70. Шаровой элемент 70 имеет расположенную раньше по потоку сторону 72, которая является круглой. Шаровой элемент 70 имеет расположенную дальше по потоку сторону 74, которая является плоской. Радиально наружу от противоположных сторон расположенной дальше по потоку стороны 74 шарового элемента 70 проходят крыловидные участки 76 и 76’. Каждый из крыловидных участков 76 и 76’ выполнен из согнутого плоского листа. Лист согнут с образованием «зигзагообразной» формы на виде сбоку по Фиг. 4с.
При нахождении на своем месте крыловидные участки 76 и 76’ упираются в закрытый конец 32 соединителя 28 клапана, и шаровой элемент 70 размещается внутри отверстия 66. Шаровой элемент 70 блокирует отверстие 66 и предотвращает выход жидкости, такой как е-жидкость или конденсированный аэрозоль, через клапан 26, при неосуществлении пользователем затяжки на устройстве 10.
Крыловидные участки 76 и 76’ выполнены из упругого материала, такого как каучуковый или эластомерный материал, так что крыловидные участки 76 и 76’ являются деформируемыми. "Зигзагообразная" форма крыловидных участков 76 и 76’ обеспечивает возможность действия крыловидных участков 76 и 76’ подобно пружине. Если крыловидные участки 76 и 76’ деформированы под действием приложенного усилия, они вернутся в свое исходное положение при снятии указанного усилия. При втягивании воздуха через устройство 10, под действием давления воздуха на расположенную раньше по потоку сторону 72 шарового элемента 70 происходит выталкивание шарового элемента 70 из отверстия 66, и крыловидные участки 76 и 76’ деформируются. Шаровой элемент 70 больше не покрывает отверстие 66, так что обеспечивается возможность прохождения воздуха через клапан 26.
Шаровой клапан 52 содержит внутреннее покрытие 78, показанное на Фиг. 4e. Внутреннее покрытие 64 представляет собой гидрофобное покрытие. Покрытие 78 находится на расположенной раньше по потоку стороне 72 шарового элемента 70. Покрытие 78 отталкивает жидкость, такую как е-жидкость или конденсированный аэрозоль. При осуществлении пользователем затяжки на устройстве 10 и вытягивании шарового элемента 70 из отверстия 66 предотвращается выход жидкости через отверстие 66, поскольку покрытие 78 отталкивает жидкость. Таким образом, покрытие 78 предотвращает утечку жидкости из мундштука 18 при использовании.
На Фиг. 5a, 5b и 5c показан канал для потока воздуха через расходную часть генерирующего аэрозоль устройства того типа, который показан на Фиг. 1. Расходная часть содержит наружный кожух 86 и внутренний кожух 85. Внутри внутреннего кожуха расположен резервуар для жидкости, имеющий наружную стенку 82. Резервуар для жидкости удерживает жидкий образующий аэрозоль субстрат 80. У основания указанного резервуара расположен сетчатый нагреватель 84, который во время работы испаряет жидкость из резервуара. Пар может выходить в канал 90 для потока воздуха. Канал 90 для потока воздуха проходит от впускного отверстия через кожух до мундштука, в том числе через вышеописанный клапан.
Стенки канала 90 для потока воздуха оснащены двумя разными мембранами в виде слоистой конструкции, показанной на Фиг. 5b и Фиг. 5c. На Фиг. 5c показана в увеличенном виде та область Фиг. 5b, на которой лучше всего видны два указанных слоя. Нижележащий слой 94 представляет собой гидрофильный слой. Вышележащий слой 92, который контактирует с аэрозолем в канале 90 для потока воздуха, является гидрофобным. Эта комбинация слоев выполняет роль диода для потока жидкости, так что жидкость, конденсирующаяся на гидрофобном слое, эффективно переносится в направлении гидрофильного слоя, но при этом жидкость не проходит от гидрофобного слоя обратно к гидрофильному слою. Если наружная стенка резервуара выполнена проницаемой для текучей среды под этими слоями, например, путем выполнения отверстий через нее, или полностью заменена на эти слои, то обеспечивается возможность эффективного возврата жидкости, конденсирующейся в канале для потока воздуха дальше по потоку относительно нагревателя, в резервуар.
1. Генерирующее аэрозоль устройство, содержащее: кожух, имеющий первый конец, образующий мундштук, второй конец и полость, образованную между первым концом и вторым концом; резервуар, расположенный внутри полости для хранения жидкого образующего аэрозоль субстрата; распылитель и клапан, расположенный внутри мундштука кожуха и имеющий расположенную дальше по потоку сторону и расположенную раньше по потоку сторону, причем расположенная раньше по потоку сторона клапана содержит одно или более из гидрофильного покрытия или гидрофобного покрытия.
2. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1, содержащее впускное отверстие для воздуха в кожухе и канал для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха через полость до мундштука, причем указанный клапан расположен в указанном канале для потока воздуха.
3. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 2, в котором канал для потока воздуха проходит через распылитель.
4. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором клапан представляет собой обратный клапан, выполненный с возможностью предотвращения прохождения жидкости с расположенной раньше по потоку стороны клапана к расположенной дальше по потоку стороне клапана.
5. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором клапан содержит гидрофобное покрытие, и генерирующее аэрозоль устройство также содержит накопитель для хранения, выполненный с возможностью приема жидкости, отталкиваемой гидрофобным материалом покрытия.
6. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором клапан представляет собой одно из следующего: шарового клапана, клапана типа «утиный нос», диафрагмы, зонтичного клапана и шарнирного клапана.
7. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором приведение клапана в действие обеспечено в результате осуществления пользователем вдоха на мундштуке генерирующего аэрозоль устройства.
8. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-6, в котором приведение клапана в действие обеспечено с помощью кнопки на кожухе.
9. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором клапан расположен внутри мундштука на первом конце кожуха или вблизи него.
10. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором распылитель содержит нагреватель.
11. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 10, в котором нагреватель содержит один или более нагревательных элементов.
12. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 11, в котором нагреватель содержит фитиль или капиллярный элемент для направления жидкости из резервуара к одному или более нагревательным элементам.
13. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 11 или 12, также содержащее направляющие средства, выполненные с возможностью направления к нагревателю жидкости, образующейся в результате конденсации аэрозолированного жидкого образующего аэрозоль субстрата.
14. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором резервуар содержит наружную стенку, образованную первой поверхностью, открытой в канал для потока воздуха через кожух и выполненной из гидрофобного материала, и второй поверхностью, противоположной первой поверхности и выполненной из гидрофильного материала.
15. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 14, в котором наружная стенка расположена в канале для потока воздуха дальше по потоку относительно распылителя.
