MD4364853T2

MD4364853T2 - Nebulizatoare

Info

Publication number: MD4364853T2
Application number: MDE20241026T
Authority: MD
Inventors: Saleh Ghannam Almazrouei Mohammed Alshaiba; Jeff Machovec; Clement Lamoureux; unfilled
Original assignee: Shaheen Innovations Holding Ltd
Priority date: 2019-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2025-06-30
Also published as: EP4442370A2; JP2022553457A; US11672928B2; KR20240135682A; EP4364853B1; AU2024278559A1; PL4364853T3; JP7472211B2; ES2999063T3; EP4442370A3; IL294000A; EP4364853A2; US20240269401A1; IL294000B; ES3014051T3; AU2020410172A1; KR20220134750A; US12434020B2; KR102704091B1; US12434019B2

Abstract

Prezenta invenţie se referă la un dispozitiv inhalator cu ceaţă (200) pentru generarea ceţii pentru inhalare de către utilizator. Dispozitivul include un dispozitiv generator de ceaţă (201) şi un dispozitiv de acţionare (202). Dispozitivul de acţionare (202) este configurat pentru a acţiona dispozitivul generator de ceaţă (201) la o frecvenţă optimă pentru a maximiza eficienţa generării ceţii de către dispozitivul generator de ceaţă (201).

Description

Domeniu

Invenţia se referă la nebulizatoare. În particular, invenţia se referă la nebulizatoare ultrasonice pentru atomizarea unui lichid prin vibraţii ultrasonice.

Context

Nebulizatoarele sunt utilizate pentru generarea de ceaţă sau vapori, destinate inhalării de către un utilizator. Ceaţa poate conţine un produs farmaceutic sau un medicament, care este inhalat de către un utilizator şi absorbit în fluxul sangvin al acestuia.

US2018/153217 prezintă un atomizor ultrasonic. CN105876870 prezintă un atomizor pentru ţigaretă electronică. US2009/065600 prezintă un dispozitiv de tip spray cu un element piezoelectric.

În particular, nebulizatoarele sau inhalatoarele electronice cu vaporizare devin tot mai populare printre fumătorii care doresc să evite gudronul şi alte substanţe chimice neplăcute asociate cu ţigările tradiţionale şi care doresc să îşi satisfacă nevoia de nicotină. Inhalatoarele electronice cu vaporizare pot conţine nicotină lichidă, care reprezintă, în mod tipic, un amestec de ulei de nicotină, un solvent, apă şi, adesea, aromă. Atunci când utilizatorul inspiră sau inhalează din inhalatorul electronic cu vaporizare, nicotina lichidă este absorbită într-un vaporizator, unde este încălzită şi se transformă în abur. Atunci când utilizatorul inspiră din inhalatorul electronic cu vaporizare, aburul cu conţinut de nicotină este inhalat. Astfel de inhalatoare electronice cu vaporizare pot avea şi scop medical.

Inhalatoarele electronice cu vaporizare şi alte inhalatoare cu abur au, în mod tipic, acelaşi design. Majoritatea inhalatoarelor electronice cu vaporizare prezintă un rezervor cu nicotină lichidă cu o membrană interioară, cum ar fi un element capilar, în mod tipic bumbac, care opreşte nicotina, împiedicând scurgerea din rezervor. Cu toate acestea, ţigaretele prezintă tendinţa de a manifesta scurgeri, deoarece nu există un obstacol care să împiedice curgerea lichidului din membrană în piesa bucală. Un inhalator electronic cu vaporizare care prezintă scurgeri este problematic din mai multe motive. Un prim dezavantaj este faptul că lichidul se poate scurge în componentele electronice, ceea ce poate deteriora serios dispozitivul. Un al doilea dezavantaj este faptul că lichidul se poate scurge în piesa bucală a inhalatorului electronic cu vaporizare iar utilizatorul poate inhala lichidul nevaporizat.

Inhalatoarele electronice cu vaporizare sunt cunoscute de asemenea pentru faptul că oferă doze inegale între inspirări. Scurgerea menţionată mai sus este una dintre cauzele dozelor inconsistente, deoarece membrana poate fi suprasaturată sau subsaturată în apropierea vaporizatorului. Dacă membrana este suprasaturată, utilizatorul poate resimţi o doză de abur mai puternică decât cea dorită, iar dacă membrana este subsaturată utilizatorul poate resimţi o doză de abur mai slabă decât cea dorită. În plus, prin uşoare modificări ale forţei cu care inspiră utilizatorul pot rezulta doze mai puternice sau mai slabe. Dozarea inegală, împreună cu scurgerile, pot duce la consumarea mai rapidă a lichidului de vapare.

În plus, inhalatoarele electronice cu vaporizare convenţionale tind să se bazeze pe inducerea unor temperaturi ridicate ale unei componente de încălzire metalice, configurată să încălzească lichidul dintr-o ţigaretă electronică, care poate fi astfel inspirat. Problemele inhalatoarelor electronice cu vaporizare convenţionale pot include posibilitatea arderii metalului şi, în consecinţă, a inspirării metalului împreună cu lichidul ars. În plus, unora dintre utilizatori este posibil să le displacă mirosul de ars cauzat de lichidul încălzit.

Astfel, există nevoia de nebulizatoare îmbunătăţite, care să abordeze cel puţin unele dintre problemele descrise aici.

Rezumat

Conform invenţiei, se prevede un dispozitiv de generare a ceţii, aşa cum este revendicat în aserţiunea 1.

Aplicaţii preferate ale invenţiei sunt prezentat în revendicările 2-14.

Scurtă descriere a desenelor

Pentru ca prezenta invenţie să fie înţeleasă cu mai mare uşurinţă, în continuare se vor descrie aplicaţii ale acesteia, pe baza unor exemple, cu referire la desenele însoţitoare, unde:

Figura 1 reprezintă o vedere explodată a componentelor nebulizatorului ultrasonic.

Figura 2 reprezintă o vedere explodată a componentelor structurii rezervorului de lichid a unui inhalator.

Figura 3 reprezintă o vedere în secţiune transversală a componentelor structurii rezervorului de lichid a unui inhalator.

Figura 4A reprezintă o vedere izometrică a unui element pentru flux de aer a structurii rezervorului de lichid a inhalatorului, conform figurilor 2 şi 3.

Figura 4B reprezintă o vedere în secţiune transversală elementului pentru flux de aer prezentat în figura 4A.

Figura 5 reprezintă o ilustraţie schematică a unui traductor piezoelectric, sub forma unui circuit RLC.

Figura 6 reprezintă un grafic al frecvenţei în raport cu impedanţa înregistrată a unui circuit RLC.

Figura 7 reprezintă un grafic al frecvenţei în raport cu impedanţa înregistrată, prezentând regiunile de funcţionare inductive şi capacitive ale traductorului piezoelectric.

Figura 8 reprezintă o schemă de proces, care prezintă funcţionarea unui regulator de frecvenţă.

Figura 9 reprezintă o perspectivă schematică a unui nebulizator conform prezentării curente.

Figura 10 reprezintă o perspectivă schematică a unui nebulizator conform prezentării curente.

Figura 11 reprezintă o perspectivă schematică a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 12 reprezintă o perspectivă schematică a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 13 reprezintă o vedere explodată schematică a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 14 reprezintă o perspectivă schematică a unui suport de traductor conform prezentării curente.

Figura 15 reprezintă o perspectivă schematică a unui suport de traductor conform prezentării curente.

Figura 16 reprezintă o perspectivă schematică a unui element capilar conform prezentării curente.

Figura 17 reprezintă o perspectivă schematică a unui element capilar conform prezentării curente.

Figura 18 reprezintă o perspectivă schematică a unui suport de traductor conform prezentării curente.

Figura 19 reprezintă o perspectivă schematică a unui suport de traductor conform prezentării curente.

Figura 20 reprezintă o perspectivă schematică a unei părţi a unei carcase conform prezentării curente.

Figura 21 reprezintă o perspectivă schematică a unui element absorbant conform prezentării curente.

Figura 22 reprezintă o perspectivă schematică a unei părţi a unei carcase conform prezentării curente.

Figura 23 reprezintă o perspectivă schematică a unei părţi a unei carcase conform prezentării curente.

Figura 24 reprezintă o perspectivă schematică a unui element absorbant conform prezentării curente.

Figura 25 reprezintă o perspectivă schematică a unei părţi a unei carcase conform prezentării curente.

Figura 26 reprezintă o perspectivă schematică a unei părţi a unei carcase conform prezentării curente.

Figura 27 reprezintă o perspectivă schematică a unei părţi a unei carcase conform prezentării curente.

Figura 28 reprezintă o perspectivă schematică a unei plăci de circuite imprimate conform prezentării curente.

Figura 29 reprezintă o perspectivă schematică a unei plăci de circuite imprimate conform prezentării curente.

Figura 30 reprezintă o vedere explodată schematică a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 31 reprezintă o vedere explodată schematică a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 32 reprezintă o vedere în secţiune transversală a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 33 reprezintă o vedere în secţiune transversală a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 34 reprezintă o vedere în secţiune transversală a unui generator de ceaţă conform prezentării curente.

Figura 35 reprezintă o vedere explodată schematică a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 36 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 37 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 38 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 39 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 40 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 41 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 42 reprezintă o perspectivă schematică parte a unei părţi a unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 43 reprezintă o perspectivă schematică a unui capac de închidere al unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 44 reprezintă o perspectivă schematică parte a carcasei unui dispozitiv de acţionare conform prezentării curente.

Figura 45 reprezintă un grafic care prezintă rezultatul unui test CEM pentru un nebulizator conform prezentării curente.

Descriere detaliată

Aspecte ale prezentării curente sunt cel mai bine înţelese din descrierea detaliată care urmează, când aceasta este citită împreună cu figurile însoţitoare. Este de notat că, în conformitate cu practica standard din industrie, diverse caracteristici nu sunt desenate la scară. De fapt, dimensiunile a diverse caracteristici pot fi mărite sau reduse în mod arbitrar, pentru claritatea prezentării.

Prezentarea care urmează oferă mai multe aplicaţii diferite sau exemple cu privire la implementarea diverselor caracteristici ale temei supuse atenţiei. Exemple specifice de componente, concentraţii, aplicaţii şi dispuneri sunt descrise mai jos, pentru a simplifica prezentarea curentă. Acestea sunt, desigur, simple exemple, care nu se doresc a fi limitative. De exemplu, ataşarea unei prime şi a unei a doua caracteristici în descrierea care urmează poate include aplicaţii în care prima şi a doua caracteristică sunt ataşate în contact direct şi poate include, de asemenea, aplicaţii în care caracteristici suplimentare pot fi poziţionate între prima şi a doua caracteristică, astfel încât prima şi a doua caracteristică să nu fie în contact direct. În plus, prezentarea curentă poate repeta numere şi/sau litere de referinţă în diverse exemple. Această repetiţie serveşte doar asigurării simplităţii şi clarităţii şi nu indică nici un fel de relaţie între diversele aplicaţii şi/sau configuraţii discutate.

Prezentarea care urmează descrie exemple reprezentative. Fiecare exemplu poate fi considerat o aplicaţie şi orice referinţă la un „exemplu» poate fi schimbată într-o „aplicaţie» în prezentarea de faţă.

Unele părţi ale prezentării curente sunt dedicate unui inhalator electronic cu vaporizare. Sunt avute însă în vedere şi alte exemple, cum ar fi un inhalator pentru narghilea, lichide aromate, medicamente şi suplimente din plante. În plus, dispozitivul poate fi împachetat pentru a arăta şi altfel decât ca o ţigaretă. De exemplu, dispozitivul poate semăna şi cu un alt instrument de fumat, cum ai fi o pipă, pipă cu apă sau pipă cu bol de sticlă sau dispozitivul poate semăna cu un alt obiect care nu are legătură cu fumatul.

Nebulizatoarele ultrasonice sunt fie de unică folosinţă, fie reutilizabile. Termenul „reutilizabil» folosit aici implică faptul că dispozitivul de stocare a energiei este reîncărcabil sau înlocuibil sau că lichidul poate fi completat, fie prin reumplere sau prin înlocuirea structurii rezervorului de lichid. Alternativ, în unele exemple, dispozitivul electronic reutilizabil este reîncărcabil şi lichidul poate fi completat.

Inhalatoarele electronice cu vaporizare convenţionale tind să se bazeze pe inducerea unor temperaturi ridicate ale unei componente de încălzire metalice, configurată să încălzească lichidul din inhalator, care poate fi astfel inspirat. În mod tipic, lichidul conţine nicotină şi arome amestecate într-o soluţie de propilenglicol (PG) şi glicerină vegetală (VG) care este vaporizată prin intermediul unei componente de încălzire la temperaturi ridicate. Problemele inhalatoarelor convenţionale pot include posibilitatea arderii metalului şi, în consecinţă, a inspirării metalului împreună cu lichidul ars. În plus, unora dintre utilizatori este posibil să le displacă mirosul sau gustul de ars cauzat de lichidul încălzit.

Figura 1 până la 4 ilustrează exemplul unui inhalator ultrasonic care conţine o cameră de sonificare.

Figura 1 prezintă un nebulizator ultrasonic de unică folosinţă 100. După cum se poate vedea în figura 1, nebulizatorul ultrasonic 100 are un corp cilindric cu o lungime relativ mare în raport cu diametrul. În ceea ce priveşte forma şi aspectul, nebulizatorul ultrasonic 100 este proiectat să imite aspectul unei ţigarete tipice. De exemplu nebulizatorul poate prezenta o primă secţiune 101 care imită în primul rând secţiunea cu tutun a unei ţigarete şi o a doua secţiune 102 care imită în primul rând un filtru. În exemplul de unică folosinţă prima secţiune şi a doua secţiune sunt segmente ale unui dispozitiv unic dar divizibil. Marcarea unei prime secţiuni 101 şi a unei a doua secţiuni 102 este utilizată pentru a diferenţia în mod facil componentele incluse în primul rând în fiecare secţiune.

După cum se poate vedea în figura 1, nebulizatorul ultrasonic constă din o piesă bucală 1, o structură de rezervor pentru lichid 2 şi o carcasă 3. Prima secţiune 101 constă din carcasa 3 iar a doua secţiune 102 constă din piesa bucală 1 şi structura de rezervor pentru lichid 2.

Prima secţiune 101 conţine sursa de alimentare cu energie.

Un dispozitiv de stocare electric 30 alimentează nebulizatorul ultrasonic 100. Dispozitivul de stocare electric 30 poate fi o baterie, incluzând, fără a se limita la, o baterie litiu-ion, alcalină, zinc-carbon, nichel-metal-hidrură sau nichel-cadmium; un super condensator sau o combinaţie între acestea. În exemplul de unică folosinţă dispozitivul de stocare electric 30 nu este reîncărcabil, însă în exemplul reutilizabil dispozitivul de stocare electric 30 ar fi selectat pentru capacitatea sa de a fi reîncărcat. În exemplul de unică folosinţă dispozitivul de stocare electric este selectat în primul rând pentru a livra o tensiune constantă de-a lungul întregii durate de viaţă a inhalatorului 100. În caz contrar, performanţa inhalatorului s-ar degrada în timp. Dispozitive de stocare electrice preferate, care sunt capabile să furnizeze o tensiune consistentă de-a lungul duratei de viaţă a dispozitivului, includ baterii litiu-ion şi baterii litiu-polimer.

Dispozitivul de stocare electric 30 are un prim capăt 30a care, în general, corespunde unei borne pozitive şi un al doilea capăt 30b care, în general, corespunde unei borne negative. Borna negativă se extinde la primul capăt 30a.

Deoarece dispozitivul de stocare electric 30 se află în prima secţiune 101, iar structura rezervorului de lichid 2 se află în a doua secţiune 102, îmbinarea trebuie să asigure circulaţia energiei electrice între aceste componente. În prezenta invenţie circulaţia energiei electrice este asigurată cu ajutorul unui electrod sau al unei sonde, care sunt comprimate atunci când prima secţiune 101 este fixată în a doua secţiune 102.

Pentru ca acest exemplu să fie reutilizabil, dispozitivul de stocare electric 30 este reîncărcabil. Carcasa 3 prezintă o mufă de încărcare 32.

Circuitul integrat 4 prezintă un capăt proximal 4a şi un capăt distal 4b. Borna pozitivă de la primul capăt 30a al dispozitivului de stocare electric 30 permite circulaţia energiei electrice către un conductor pozitiv al circuitului integrat flexibil 4. Borna negativă de la al doilea capăt 30b al dispozitivului de stocare electric 30 permite circulaţia energiei electrice către un conductor negativ al circuitului integrat 4. Capătul distal 4b al circuitului integrat 4 cuprinde un microprocesor. Microprocesorul este configurat pentru a procesa date de la un senzor, să controleze o lumină, să direcţioneze fluxul de curent către mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 din a doua secţiune 102 şi să oprească fluxul de curent după un interval de timp programat.

Senzorul detectează când nebulizatorul ultrasonic 100 este folosit (când utilizatorul inspiră din inhalator) şi activează microprocesorul. Senzorul poate fi setat să detecteze modificări ale presiunii, fluxului de aer sau a vibraţiilor. În unul dintre exemple, senzorul este un senzor de presiune. În dispozitivul digital senzorul face citiri continue care, la rândul lor, necesită ca senzorul digital să primească constant curent, însă cantitatea este redusă iar durata generală de viaţă a bateriei ar fi afectată în mod neglijabil.

În unele exemple circuitul integrat 4 conţine o punte H, care poate fi setată de 4 MOSFET-uri să transforme curentul continuu în curent alternativ la o frecvenţă ridicată.

Referitor la figura 2 şi figura 3, sunt prezentate ilustraţii ale structurii unui rezervor de lichid 2, conform unui exemplu. Structura rezervorului de lichid 2 conţine o cameră cu lichid 21 adaptată să primească lichidul pentru atomizare şi o cameră de sonificare 22, care permite circulaţia fluidelor către camera cu lichid 21.

În exemplul prezentat, structura rezervorului de lichid 2 conţine un canal de inhalare 20, care asigură circulaţia aerului de la camera de sonificare 22 către mediul înconjurător.

Ca exemplu privind poziţia senzorului, acesta poate fi localizat în camera de sonificare 22.

Canalul de aspiraţie 20 prezintă un element de formă frustoconică 20a şi un container interior 20b.

După cum se prezintă în figurile 4A şi 4B, canalul de aspiraţie 20 dispune în continuare de un element pentru flux de aer 27 pentru asigurarea fluxului de aer din mediul înconjurător către camera de sonificare 22.

Elementul pentru flux de aer 27 dispune de o punte pentru flux de aer 27a şi un canal pentru flux de aer 27b, îmbinate într-un singur ansamblu, iar puntea pentru flux de aer 27a prezintă două orificii de aeraj 27a', ce formează o secţiune a canalului de aspiraţie 20 şi canalul pentru flux de aer 27b se extinde în camera de sonificare 22 de la puntea pentru flux de aer 27a pentru asigurarea fluxului de aer din mediul înconjurător către camera de sonificare.

Puntea pentru flux de aer 27a conlucrează cu elementul de formă frustoconică 20a la al doilea diametru 20a2.

Puntea pentru flux de aer 27a prezintă două orificii periferice opuse 27a» care asigură fluxul de aer către canalul pentru flux de aer 27b.

Conlucrarea cu puntea pentru flux de aer 27a şi elementul de formă frustoconică 20a este realizată în aşa fel, încât cele două orificii periferice opuse 27a» conlucrează cu orificiile complementare 20a» din elementul de formă frustoconică 20a.

Piesa bucală 1 şi elementul de formă frustoconică 20a sunt separate radial iar între ele este amplasată o cameră pentru flux de aer 28.

După cum se prezintă în figurile 1 şi 2, piesa bucală 1 dispune de două orificii periferice opuse 1».

Orificiile periferice 27a», 20a», 1» ale punţii pentru flux de aer 27a, elementul frustoconic 20a şi piesa bucală 1 furnizează în mod direct un flux de aer maxim către camera de sonificare 22.

Elementul frustoconic 20a include un pasaj intern, aliniat pe aceeaşi direcţie ca şi canalul de aspiraţie 20 şi care prezintă un prim diametru 20a1 mai redus decât un al doilea diametru 20a2, astfel încât diametrul pasajului intern se reduce de-a lungul elementului frustoconic 20a.

Elementul frustoconic 20a este aliniat cu mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 şi un element capilar 7, unde primul diametru 20a1 este conectat la un canal interior 11 al piesei bucale 1 iar al doilea diametru 20a2 este conectat la containerul interior 20b.

Containerul interior 20b prezintă un perete interior care delimitează camera de sonificare 22 şi camera cu lichid 21.

Structura rezervorului de lichid 2 prezintă un container exterior care delimitează peretele exterior al camerei cu lichid 21.

Containerul interior 20b şi containerul exterior 20c reprezintă peretele interior, resp. peretele exterior al camerei cu lichid 21.

Structura rezervorului de lichid 2 este amplasată între piesa bucală 1 şi carcasa 3, fiind detaşabilă de piesa bucală 1 şi carcasa 3.

Structura rezervorului de lichid 2 şi piesa bucală 1 sau carcasa 3 pot include mecanisme complementare pentru a interacţiona între ele; în continuare, astfel de dotări complementare pot include una dintre următoarele: un mecanism de tip baionetă; un mecanism de tip cuplaj filetat; un mecanism magnetic; sau un mecanism de fixare prin fricţiune; unde structura rezervorului de lichid 2 include o secţiune din mecanism iar piesa bucală 1 sau carcasa 3 include cealaltă secţiune a mecanismului.

În exemplul reutilizabil componentele sunt în mod substanţial aceleaşi. Diferenţele dintre exemplul reutilizabil faţă de exemplul de unică folosinţă constau în ajustările făcute pentru a înlocui structura rezervorului de lichid 2.

După cum se prezintă în figura 3, camera cu lichid 21 are un perete superior 23 şi un perete inferior 25 care închid containerul interior 20b şi containerul exterior 20c al camerei cu lichid 21.

Elementul capilar 7 este amplasat între prima secţiune 20b1 şi o a doua secţiune 20b2 ale containerului interior 20b.

Elementul capilar 7 prezintă o formă plată care se extinde de la camera de sonificare către camera cu lichid.

După cum se prezintă în figura 2 sau 3, elementul capilar 7 conţine o secţiune centrală 7a în formă de U şi o secţiune periferică 7b în formă de L.

Secţiunea în formă de L 7b se extinde în camera cu lichid 21 pe containerul interior 20b şi de-a lungul peretelui inferior 25.

Secţiunea în formă de U 7a este inclusă în camera de sonificare 21. Secţiunea în formă de U 7a pe containerul interior 20b şi de-a lungul peretelui inferior 25.

În nebulizatorul ultrasonic, secţiunea în formă de U 7a are o secţiune interioară 7a1 şi o secţiune exterioară 7a2, secţiunea interioară 7a1 aflându-se în contact de suprafaţă cu o suprafaţă de atomizare 50 a mijlocului de generare a vibraţiilor ultrasonice 5, iar secţiunea exterioară 7a2 neaflându-se în contact cu mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5.

Peretele inferior 25 al camerei cu lichid 21 este o placă inferioară 25 care închide camera cu lichid 21 şi camera de sonificare 22. Placa inferioară 25 este etanşată, împiedicând astfel scurgerea lichidului din camera de sonificare 22 în carcasa 3.

Placa inferioară 25 are o suprafaţă superioară 25a care prezintă o adâncitură 25b, pe care este introdus un element elastic 8. Mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 este susţinut de elementul elastic 8. Elementul elastic 8 este format dintr-un cauciuc inelar, cu formă de disc, care prezintă un orificiu interior 8', în care este realizată o canelură pentru a susţine mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5.

Peretele superior 23 al camerei cu lichid 21 este un capac 23 care închide camera cu lichid 23.

Peretele superior 23 are o suprafaţă superioară 23 care reprezintă nivelul maxim de lichid pe care îl poate conţine camera cu lichid 21 şi o suprafaţă inferioară 25 care reprezintă nivelul minim de lichid din camera cu lichid 21.

Peretele superior 23 este etanşat, împiedicând astfel scurgerea lichidului din camera cu lichid 21 în piesa bucală 1.

Peretele superior 23 şi peretele inferior 25 sunt fixaţi de structura rezervorului de lichid 2 cu elemente de fixare cum ar fi şuruburi, adeziv sau fricţiune.

După cum se prezintă în figura 3, elementul elastic se află în contact liniar cu mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 şi previne contactul dintre mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 şi pereţii inhalatorului, atenuarea vibraţiilor în structura rezervorului de lichid fiind prevenită cu mai mare eficienţă. Astfel, particulele fine ale lichidului atomizat de elementul de atomizare pot fi pulverizate mai departe.

După cum se prezintă în figura 3, containerul interior 20b are orificii 20b' între prima secţiune 20b1 şi a doua secţiune 20b2 de la care elementul capilar 7 se extinde din camera de sonificare 21. Elementul capilar 7 absoarbe lichidul din camera de lichid 21 prin deschiderile 20b'. Elementul capilar 7 este un fitil. Elementul capilar 7 transportă lichidul către camera de sonificare 22 prin acţiune capilară. În unele exemple, elementul capilar 7 este realizat din fibre de bambus. În unele exemple, elementul capilar 7 poate avea o grosime între 0,27mm şi 0,32mm şi o densitate între 38 g/m2 şi 48 g/m2.

După cum se poate vedea în figura 3, mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 este dispus direct sub elementul capilar 7.

Mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 poate fi un traductor. De exemplu, mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 poate fi un traductor piezoelectric, care poate fi conceput cu o formă circulară, de disc. Materialul traductorului piezoelectric poate fi ceramic.

De asemenea, pentru mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 pot fi utilizate o varietate de materiale de traductor.

Capătul canalului pentru flux de aer 27b1 este orientat către mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5. Mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 permite circulaţia energiei electrice către contactoarele electrice 101a, 101b. Este de notat că in capătul distal 4b al circuitului integrat 4 există un electrod interior şi un electrod exterior. Electrodul interior 21 contactează primul contact electric 101a, care este o sondă cu contact cu resort, iar electrodul exterior contactează ale doilea contact electric 101b, care este un pin lateral. Prin intermediul circuitului integrat 4, primul contact electric 101a permite circulaţia energiei electrice către bona pozitivă a dispozitivului de stocare electric 30 prin intermediul microprocesorului, în timp ce al doilea contact electric 101b permite circulaţia energiei electrice către borna negativă a dispozitivului de stocare electric 30.

Contactele electrice 101a, 101b au traversat placa inferioară 25. Placa inferioară 25 este concepută pentru a fi primită în interiorul peretelui perimetral 26 al structurii rezervorului de lichid 2. Placa inferioară 25 se sprijină pe muchii complementare, creând astfel camera cu lichid 21 şi camera de sonificare 22.

Containerul interior 20b conţine o fantă interioară circulară 20d pe care este aplicat un resort mecanic.

Prin împingerea secţiunii centrale 7a1 către mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5, resortul mecanic 9 asigură o suprafaţă de contact intre acestea.

Structura rezervorului de lichid 2 şi placa inferioară 25 pot fi realizate prin utilizarea unei varietăţi de materiale termoplastice.

Când utilizatorul inspiră din nebulizatorul ultrasonic 100, un flux de aer este aspirat din orificiile periferice 1» şi penetrează camera pentru flux de aer 28, trece de orificiile periferice 27a» ale punţii pentru flux de aer 27a şi de elementul frustoconic 20a şi coboară în camera de sonificare 22 prin canalul pentru flux de aer 27b direct pe elementul capilar 7. În acelaşi timp, lichidul este tras din camera rezervor 21 prin intermediul capilarităţii, prin multiplele deschideri 20b' şi în elementul capilar 7. Elementul capilar 7 aduce lichidul în contact cu mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 al inhalatorului 100. De asemenea, când utilizatorul inspiră senzorul de presiune activează circuitul integrat 4, care direcţionează curent către mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5. Astfel, când utilizatorul inspiră la piesa bucală 1 a inhalatorului 100, două acţiuni au loc în acelaşi timp. În primul rând, senzorul activează circuitul integrat 4, care face ca mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 să înceapă să vibreze. În al doilea rând, actul de inspirare reduce presiunea în afara camerei rezervor 21, astfel încât începe curgerea lichidului prin deschiderile 20b', ceea ce duce la saturarea elementului capilar 7. Elementul capilar 7 transportă lichidul către mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5, ceea ce determină formarea bulelor într-un canal capilar prin intermediul mijlocului de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 şi lichidul se transformă în ceaţă. Apoi, ceaţa lichidă este inspirată de către utilizator.

În unele exemple, circuitul integrat 4 conţine un regulator de frecvenţă care este configurat să controleze frecvenţa la care operează mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5. Regulatorul de frecvenţă conţine un procesor şi o memorie, memoria stocând instrucţiunile executabile care, atunci când sunt executate de procesor, determină ca acesta să execute cel puţin una dintre funcţiile regulatorului de frecvenţă.

După cum am descris mai sus, în unele exemple, nebulizatorul ultrasonic 100 antrenează mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 cu un semnal de frecvenţă 2,8MHz până la 3,2MHz pentru a vaporiza un lichid cu viscozitatea 1,05 Pa.s până la 1,412 Pa.s, pentru a produce un volum al bulei de aproximativ 0,25 până la 0,5 microni. Însă, pentru lichide cu o viscozitate diferită sau pentru alte aplicaţii mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 poate fi antrenat la o frecvenţă diferită.

Pentru fiecare aplicaţie diferită pentru un sistem de generare a ceţii există o frecvenţă sau o bandă de frecvenţe optimă pentru antrenarea mijlocului de generare a vibraţiilor ultrasonice 5, pentru a optimiza generarea ceţii. În exemple în care mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 este un traductor piezoelectric, frecvenţa sau banda de frecvenţe optimă va depinde ce cel puţin următorii patru parametri:

1. Procesul de producţie al traductorului

În unele exemple mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5 conţine o ceramică piezoelectrică. Ceramica piezoelectrică este produsă prin amestecarea componentelor pentru a obţine o pastă ceramică şi este posibil ca acest proces de amestecare să prezinte variaţii de-a lungul producţiei. Această inconsistenţă poate genera diverse frecvenţe de rezonanţă ale ceramicii piezoelectrice finalizate.

Dacă frecvenţa de rezonanţă a ceramicii piezoelectrice nu corespunde frecvenţei necesare pentru operarea dispozitivului, în timpul operării acestuia nu este produsă ceaţă. În cazul unui nebulizator cu nicotină, chiar şi cea mai mică abatere în frecvenţa de rezonanţă a ceramicii piezoelectrice este suficientă pentru a afecta producerea ceţii, ceea ce înseamnă că dispozitivul nu îi va furniza utilizatorului niveluri de nicotină adecvate.

2. Sarcina la care este supus traductorul

În timpul funcţionării, orice modificări ale sarcinii la care este supus traductorul piezoelectric vor inhiba distribuţia generală a oscilaţiei traductorului piezoelectric. Pentru a obţine o distribuţie optimă a oscilaţiei traductorului piezoelectric, frecvenţa de antrenare trebuie ajustată pentru a permite circuitului să furnizeze energia electrică adecvată pentru distribuţie maximă.

Tipurile de sarcini care pot afecta eficienţa oscilatorului pot include cantitatea de lichid de pe traductor (umiditatea materialului fitilului) şi forţa resortului aplicată asupra materialului fitilului pentru a menţine contactul permanent cu traductorul. Mai poate include şi echipamentul de conectare electrică.

3. Temperatura

Oscilaţiile ultrasonice ale traductorului piezoelectric sunt parţial atenuate prin asamblarea lui într-un dispozitiv. Aceasta poate include plasarea traductorului într-un inel din silicon/cauciuc şi faptul că resortul exercită presiune asupra materialului fitilului care se află deasupra traductorului. Această atenuare a oscilaţiilor determină o creştere a temperaturilor locale pe şi în jurul traductorului.

O creştere a temperaturii afectează oscilaţia din cauza modificărilor în comportamentul molecular al traductorului. O creştere a temperaturii înseamnă mai multă energie către moleculele ceramicii, ceea ce îi afectează temporar structura cristalină. Chiar dacă efectul este inversat pe măsură ce temperatura se reduce, o modulaţie în frecvenţa furnizată este necesară pentru a menţine oscilaţia optimă. Această modulaţie a frecvenţei nu poate fi obţinută cu un dispozitiv cu frecvenţă fixă convenţional.

O creştere a temperaturii reduce şi viscozitatea soluţiei (e-liquid) care este vaporizată, ceea ce poate face necesară o modificare a frecvenţei de antrenare pentru a provoca cavitaţia şi a menţine constantă producerea ceţii. În cazul unui dispozitiv cu frecvenţă fixă convenţional, o reducere a viscozităţii lichidului, fără nici o modificare a frecvenţei de antrenare, va reduce sau opri complet producerea de ceaţă, făcând dispozitivul inoperabil.

4. Distanţa faţă de sursa de energie

Frecvenţa de oscilaţie a unui circuit electronic se poate modifica în funcţie de lungimea cablurilor dintre traductor şi sistemul de antrenare al oscilatorului. Frecvenţa circuitului electronic este invers proporţională cu distanţa dintre traductor şi restul circuitului.

Chiar dacă parametrul distanţă este în principiu fix într-un dispozitiv, el poate varia în timpul procesului de producţie al dispozitivului, reducând eficienţa generală a acestuia. Ca urmare, este de dorit modificarea frecvenţei de antrenare a dispozitivului pentru a compensa variaţiile şi pentru a optimiza eficienţa dispozitivului.

Un traductor piezoelectric poate fi modelat ca un circuit RLC într-un circuit electronic, după cum se arată în figura 5. Cei patru parametri descrişi mai sus pot fi modelaţi ca modificări ale inductanţei, capacitanţei şi/sau rezistenţei generale ale circuitului RLC, modificând gama frecvenţei de rezonanţă furnizată traductorului. Pe măsură ce frecvenţa circuitului creşte către aproximativ punctul de rezonanţă al traductorului, impedanţa înregistrată a circuitului general scade la un minimum şi apoi creşte la un maxim, înainte de a se stabiliza pe o plajă mediană.

Figura 6 prezintă un grafic general care explică modificarea în impedanţa generală cu creşterea frecvenţei într-un circuit RLC. Figura 7 arată cum un traductor piezoelectric acţionează ca un condensator într-o primă regiune capacitivă la frecvenţe sub o primă frecvenţă predeterminată fs şi într-o a doua regiune capacitivă la frecvenţe deasupra unei a doua frecvenţe predeterminate fp. Traductorul piezoelectric acţionează ca un inductor într-o regiune inductivă la frecvenţe între prima şi a doua frecvenţă predeterminată fs, fp. Pentru a menţine oscilaţia optimă a traductorului şi, în consecinţă, eficienţa maximă, curentul care trece prin traductor trebuie să fie menţinut la o frecvenţă situată în regiunea inductivă.

În unele exemple regulatorul de frecvenţă al dispozitivului este configurat pentru a menţine frecvenţa de oscilaţie a traductorului piezoelectric (mijlocul de generare a vibraţiilor ultrasonice 5) în regiunea inductivă, pentru a maximiza eficienţa dispozitivului.

Regulatorul de frecvenţă al dispozitivului este configurat să execute o acţiune de baleiaj în care regulatorul de frecvenţă antrenează traductorul la frecvenţe care se situează progresiv de-a lungul unei game de frecvenţe predeterminate. În timp ce regulatorul de frecvenţă execută baleiajul, regulatorul de frecvenţă monitorizează o valoare de conversie analog-la-digital (ADC) a unui convertor analog-la-digital, care este cuplat la traductor. În unele exemple, valoarea ADC este un parametru al ADC, care este proporţional cu tensiunea în traductor. În alte exemple, valoarea ADC este un parametru al ADC, care este proporţional cu curentul care trece prin traductor.

După cum se va descrie în detaliu mai jos, regulatorul de frecvenţă din unele exemple determină energia activă folosită de traductorul ultrasonic prin monitorizarea curentului care trece prin traductor.

În timpul acţiunii de baleiaj regulatorul de frecvenţă localizează regiunea inductivă a frecvenţei pentru traductor. Odată ce regulatorul de frecvenţă a identificat regiunea inductivă, acesta înregistrează valoarea ADC şi fixează frecvenţa de antrenare a traductorului la o frecvenţă situată în regiunea inductivă (adică între prima şi a doua frecvenţă predeterminată fs, fp) pentru a optimiza cavitaţia ultrasonică prin intermediul traductorului. Când frecvenţa de antrenare este fixată în regiunea inductivă, factorul de cuplare electro-mecanic al traductorului este maximizat, maximizând astfel şi eficienţa dispozitivului.

În unele exemple, regulatorul de frecvenţă este configurat să execute acţiunea de baleiaj pentru a localiza regiunea inductivă de fiecare dată când oscilaţia este iniţiată sau reiniţiată. În cadrul exemplelor, regulatorul de frecvenţă este configurat pentru a fixa frecvenţa de antrenare la o nouă frecvenţă în cadrul regiunii inductive de fiecare dată când oscilaţia este iniţiată şi astfel să compenseze orice modificare a parametrilor care afectează eficienţa de funcţionare a dispozitivului.

În unele exemple, regulatorul de frecvenţă asigură producerea optimă de ceaţă şi maximizează eficienţa cu care medicaţia este furnizată pacientului. În unele exemple, regulatorul de frecvenţă optimizează dispozitivul, îmbunătăţeşte eficienţa şi maximizează eficienţa cu care nicotina este furnizată utilizatorului.

În alte exemple, regulatorul de frecvenţă optimizează dispozitivul şi îmbunătăţeşte eficienţa unui alt dispozitiv care foloseşte ultrasunete. În unele exemple, regulatorul de frecvenţă este configurat să fie utilizat cu tehnologie cu ultrasunete pentru aplicaţii terapeutice, în scopul intensificării eliberării unui medicament dintr-un sistem de furnizare a medicamentului, sensibil la ultrasunete. O frecvenţă optimă, precisă, în timpul funcţionării asigură eficacitatea ridicată a microbulelor, nanobulelor, nanopicăturilor, lipozomilor, emulsiilor, miceliilor sau a oricăror alte sisteme de administrare.

În unele exemple, pentru a asigura generarea optimă a ceţii şi furnizarea optimă a compuşilor, conform descrierii de mai sus, regulatorul de frecvenţă este configurat să opereze în mod recursiv. Când regulatorul de frecvenţă operează în mod recursiv, el execută periodic acţiunea de baleiaj a frecvenţelor în timpul operării dispozitivului şi monitorizează valoarea ADC pentru a determina dacă aceasta se situează deasupra unei valori limită prestabilite, care indică oscilaţia optimă a traductorului.

În unele exemple, regulatorul de frecvenţă desfăşoară acţiunea de baleiaj în timp ce dispozitivul se află în procesul de aerosolizare a lichidului în cazul în care regulatorul de frecvenţă este capabil să identifice o posibilă frecvenţă mai bună pentru traductor. Dacă regulatorul de frecvenţă identifică o frecvenţă mai bună, regulatorul de frecvenţă fixează frecvenţa de antrenare la frecvenţa mai bună, nou identificată, pentru a menţine funcţionarea optimă a dispozitivului.

În unele exemple, regulatorul de frecvenţă execută acţiunea de baleiaj a frecvenţelor periodic şi pentru o durată predeterminată, în timpul funcţionării dispozitivului. În cazul dispozitivului din exemplele descrise mai sus durata predeterminată a baleierii şi perioada de timp dintre baleieri sunt selectate pentru a optimiza funcţionarea dispozitivului. La implementarea într-un nebulizator ultrasonic, acest lucru va asigura furnizarea optimă pentru un utilizator, prin inhalare.

Figura 8 prezintă o schemă de proces cu funcţionarea unui regulator de frecvenţă în unele exemple.

Prezentarea următoare oferă alte exemple de nebulizatoare, care conţin multe dintre elementele din exemplele descrise mai sus. Elemente ale exemplelor descrise mai sus pot fi interschimbate cu oricare dintre elementele din exemplele descrise în restul prezentării curente.

Pentru a asigura producerea adecvată a aerosolilor, în acest exemplu nebulizatorul conţine un traductor ultrasonic/piezoelectric cu diametrul de exact sau substanţial 16mm. Acest traductor este fabricat cu valori specifice de capacitanţă şi impedanţă pentru a controla frecvenţa şi curentul necesare pentru producţia volumului de aerosol dorit.

Cu un traductor ultrasonic cu formă de disc şi diametrul de 16 mm, plasat orizontal, ar rezulta un dispozitiv prea mare care nu ar putea fi manevrat ergonomic. Pentru a reduce această problemă, traductorul ultrasonic din acest exemplu este ţinut vertical în camera de sonificare (suprafaţa planară a traductorului ultrasonic este în general paralelă cu fluxul ceţii de aerosol către piesa bucală şi/sau în general paralelă cu lungimea longitudinală a nebulizatorului). Spus altfel, traductorul ultrasonic este în general perpendicular cu o bază a nebulizatorului.

Referitor la figurile 9 şi 10 ale desenelor însoţitoare, un nebulizator 200 din unele exemple conţine un dispozitiv de generare a ceţii 201 şi un dispozitiv de acţionare 202. Dispozitivul de acţionare 202, în acest exemplu, dispune de o adâncitură 203 care primeşte şi fixează o parte din dispozitivul de generare a ceţii 201. Ca urmare, generatorul de ceaţă 201 poate fi cuplat cu dispozitivul de acţionare 202 pentru a forma un nebulizator 200 compact şi portabil, aşa cum este prezentat în figura 9.

Referitor la figurile 11 până la 13 ale desenelor însoţitoare, generatorul de ceaţă 201 conţine o carcasă a generatorului de ceaţă 204, care este alungită şi, opţional, formată din două secţiuni de carcasă 205, 206, care sunt ataşate una de alta. Carcasa generatorului de ceaţă 204 conţine un orificiu de pătrundere a aerului 207 şi un orificiu de ieşire a ceţii 208.

În acest exemplu, carcasa generatorului de ceaţă 204 este realizată din plastic format prin injecţie, mai precis polipropilenă, care este utilizată de obicei pentru aplicaţii medicale. În acest exemplu carcasa generatorului de ceaţă 204 este realizată dintr-un copolimer heterofazic. Mai precis, un copolimer heterofazic BF970MO, care prezintă o combinaţie optimă între rigiditate foarte ridicată şi o foarte mare rezistenţă la impact. Părţile carcasei generatorului de ceaţă turnate din acest material prezintă o bună performanţă antistatică.

Un copolimer heterofazic, cum este polipropilena, este deosebit de adecvat pentru carcasa generatorului de ceaţă 204, dat fiind că materialul nu determină condensarea aerosolului în timp ce circulă din camera de sonificare 219, prin piesa bucală, către utilizator. Materialul plastic poate fi reciclat cu uşurinţă prin procese industriale de tăiere şi curăţare.

În figurile 9, 10 şi 12 orificiul de ieşire a ceţii 208 este închis de un element de închidere 209. Însă, se poate observa că atunci când nebulizatorul 200 este utilizat, elementul de închidere 209 este îndepărtat de pe orificiul de ieşire a ceţii 208, aşa cum se arată în figura 11.

Referitor la figurile 14 şi 15, generatorul de ceaţă 200 conţine un suport de traductor 210, care este fixat în interiorul carcasei generatorului de ceaţă 204. Suportul de traductor 210 conţine secţiunea corpului 211, care în acest exemplu are formă cilindrică sau în general cilindrică, cu orificiile circulare, superior şi inferior, 212, 213. Suportul de traductor 210 dispune de un canal interior 214 pentru a primi o muchie a unui traductor ultrasonic 215, după cum se arată în figura 15.

Suportul de traductor 210 încorporează o secţiune decupată 216, prin care un electrod 217 se extinde de la traductorul ultrasonic 215, astfel încât electrodul 217 poate fi conectat electric la un acţionator de curent alternativ al unui dispozitiv de acţionare, după se descrie mai în detaliu mai jos.

Referindu-ne din nou la figura 13, generatorul de ceaţă 201 conţine o cameră cu lichid 218, care este prevăzută în interiorul carcasei generatorului de ceaţă 204. Camera cu lichid 218 este destinată păstrării lichidului care trebuie atomizat. În unele exemple, un lichid este conţinut în camera cu lichid 218. În alte exemple, camera cu lichid 218 este goală iniţial şi este umplută cu lichid ulterior.

Un lichid (denumit în continuare şi e-liquid) cu compoziţia adecvată pentru utilizarea într-un dispozitiv ultrasonic, care este acţionat la o frecvenţă de 3,0 MHz (±0,2 MHz) de o baterie litiu-polimer (LiPo) de 3,7V, lichidul constând din sare de nicotină, care constă din levulinat de nicotină, unde:

Cantitatea relativă de glicerină vegetală din compoziţie este: de la 55 la 80% (w/w), sau de la 60 la 80% (w/w), sau de la 65 la 75% (w/w), sau 70% (w/w); şi/sau, Cantitatea relativă de propilenglicol din compoziţie este: de la 5 la 30% (w/w), sau de la 10 la 30% (w/w), sau de la 15 la 25% (w/w), sau 20% (w/w); şi/sau, Cantitatea relativă de apă din compoziţie este: de la 5 la 15% (w/w), sau de la 7 la 12% (w/w), sau 10% (w/w); şi/sau, Cantitatea de nicotină şi/sau sare de nicotină din compoziţie este: de la 0,1 la 80 mg/ml, sau de la 0,1 la 50 mg/ml, sau de la 1 la 25 mg/ml, sau de la 10 la 20 mg/ml, sau 17 mg/ml.

În unele exemple, generatorul de ceaţă 201 conţine un e-liquid cu o viscozitate cinematică între 1,05 Pa•s şi 1,412 Pa•s.

În alte exemple, camera cu lichid 218 cuprinde un lichid care conţine o sare din levulinat de nicotină la un raport molar de 1:1.

În unele exemple, camera cu lichid 218 conţine un lichid cu o viscozitate cinematică între 1,05 Pa•s şi 1,412 Pa•s şi cu o densitate a lichidului între 1,1 g/ml şi 1,3 g/ml.

Prin utilizarea unui e-liquid cu parametrii corecţi de viscozitate, densitate şi având în aer un volum vizat al bulei sub formă de pulverizare lichidă, s-a descoperit că banda de frecvenţe de 2,8MHz până la 3,2MHz pentru gama de viscozitate a lichidului de 1,05 Pa• s şi 1,412 Pa• s şi o densitate de aproximativ 1,1-1,3 g/ml/ (game de densitate de la Hertz) produce un volum al bulei unde 90% dintre picături sunt sub 1 micron iar 50% dintre acestea sunt sub 0,5 microni.

Generatorul de ceaţă 201 conţine o cameră de sonificare 219, care este prevăzută în interiorul carcasei generatorului de ceaţă 204.

Revenind la figurile 14 şi 15, suportul de traductor 210 conţine o secţiune de divizare 220, care asigură o barieră între camera cu lichid 218 şi camera de sonificare 219. Bariera asigurată de secţiunea de divizare 220 minimizează riscul inundării camerei de sonificare 219 cu lichid din camera cu lichid 218 sau ca elementul capilar să fie suprasaturat prin intermediul traductorului ultrasonic 215, ambele situaţii ducând la suprasolicitarea şi reducerea eficienţei traductorului ultrasonic 215. Mai mult, inundarea camerei de sonificare 219 sau suprasaturarea elementului capilar ar putea cauza o experienţă neplăcută cu lichidul care este aspirat de utilizator la inhalare. Pentru reducerea riscului, secţiunea de divizare 220 a suportului de traductor 210 este amplasată ca un perete între camera de sonificare 219 şi camera cu lichid 218.

Secţiunea de divizare 220 conţine o deschidere capilară 221, care reprezintă singura modalitate prin care lichidul poate curge din camera cu lichid 218 în camera de sonificare 219 prin intermediul elementului capilar. În acest exemplu, deschiderea capilară 221 este o fantă alungită cu lăţimea de 0,2mm până la 0,4mm. Dimensiunile deschiderii capilare 221 determină ca muchiile deschiderii capilare 221 să asigure o forţă de retenţie, care acţionează asupra elementului capilar care se extinde prin deschiderea capilară 221, pentru un control suplimentar al curgerii lichidului către camera de sonificare 219.

În acest exemplu, suportul de traductor 210 este realizat din cauciuc siliconic lichid (LSR). În acest exemplu cauciucul siliconic lichid are o duritate Shore A 60. Acest material LSR face ca traductorul ultrasonic 215 să vibreze fără ca suportul de traductor 210 să atenueze vibraţiile. În acest exemplu distribuţia vibratorie a traductorului ultrasonic 215 este de 2-5 nanometri iar efectul de atenuare poate reduce eficienţa traductorului ultrasonic 215. Ca urmare materialul LSR şi duritatea sunt selectate pentru performanţă optimă cu compromisuri minime.

Referitor la figurile 16 şi 17, generatorul de ceaţă 201 conţine o capilară sau un element capilar 222 pentru transferarea unui lichid (care conţine un medicament sau o altă substanţă) din camera cu lichid 218 către camera de sonificare 219. Elementul capilar 222 este plan sau în general plan în raport cu o primă secţiune 223 şi o a doua secţiune 224. În acest exemplu, prima secţiune 223 are o formă rectangulară sau în general rectangulară iar a doua secţiune 224 are o formă parţial circulară.

În acest exemplu, elementul capilar 222 conţine o a treia secţiune 225 şi o a patra secţiune 226, care au o formă respectiv identică cu prima şi a doua secţiune 223, 224. Elementul capilar 222 din acest exemplu este îndoit pe o linie de îndoire 227, astfel încât prima şi a doua secţiune 223, 224 şi a treia şi a patra secţiune 225, 226 sunt suprapuse una peste alta, după cum se prezintă în figura 17.

În acest exemplu, elementul capilar o grosime de aproximativ 0,28mm. Când elementul capilar 222 este îndoit pentru a avea două straturi, aşa cum se arată în figura 17, grosimea totală a elementului capilar este de aproximativ 0,56mm. Acest strat dublu asigură existenţa întotdeauna a unei cantităţi suficiente de lichid pe traductorul ultrasonic 215, pentru producţia optimă de aerosol.

În acest exemplu, când elementul capilar 222 este îndoit, capătul inferior al primei şi celei de-a treia părţi 223, 225 defineşte un capăt inferior mărit 228 care măreşte suprafaţa elementului capilar 222 în porţiunea elementului capilar 222 care stă in lichid în interiorul camerei cu lichid 218, pentru a mări rata cu care elementul capilar 222 absoarbe lichidul.

În acest exemplu, elementul capilar 222 este 100% fibre de bambus. În alte exemple, elementul capilar este realizat din cel puţin 75% fibre de bambus. Beneficiile utilizării fibrei de bambus ca element capilar sunt cele descrise mai sus.

Referitor la figurile 18 şi 19, elementul capilar 222 este fixat de către suportul de traductor 210, astfel încât suportul de traductor 210 fixează a doua secţiune 224 a elementului capilar 222 suprapusă pe o parte a unei suprafeţe de atomizare a traductorului ultrasonic 215. În acest exemplu, a doua secţiune circulară 224 se află în adâncitura interioară 214 a suportului de traductor 210.

Prima secţiune 223 a elementului capilar 222 se extinde prin deschiderea capilară 221 în suportul de traductor 210.

Referitor la figurile 20 până la 22, a doua secţiune 206 a carcasei generatorului de ceaţă 204 conţine un perete în general circular 229, care primeşte suportul de traductor 222 şi formează o parte a peretelui camerei de sonificare 219.

Deschiderile de contact 230 şi 231 sunt prevăzute într-un perete lateral al celei de-a doua secţiuni 206 pentru a primi contactele electrice 232 şi 233, care formează conexiunile electrice cu electrozii traductorului ultrasonic 215.

În acest exemplu, un vârf absorbant sau un element absorbant 234 este prevăzut adiacent orificiului de ieşire a ceţii 208, pentru a absorbi lichid la orificiul de ieşire a ceţii 208. În acest exemplu, elementul absorbant 234 este realizat din fibre de bambus.

Referitor la figurile 23 până la 25, prima secţiune 205 a carcasei generatorului de ceaţă 204 este de formă similară cu a doua secţiune 206 şi conţine o altă secţiune de perete în general circular 235, care formează o altă secţiune a peretelui camerei de sonificare 219 şi fixează suportul de traductor 210.

În acest exemplu, un alt element absorbant 236 este prevăzut adiacent orificiului de ieşire a ceţii 208, pentru a absorbi lichid la orificiul de ieşire a ceţii 208.

În acest exemplu, prima secţiune 205 a carcasei generatorului de ceaţă 204 conţine un mecanism de susţinere cu resort 237, care susţine capătul inferior al unui resort de fixare 238, după cum se arată în figura 26.

Un capăt superior al resortului de fixare 238 este în contact cu a doua secţiune 224 a elementului capilar 222, astfel încât resortul de fixare 238 asigură o forţă de retenţie care direcţionează elementul capilar 222 către suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic 215.

Referitor la figura 27, suportul de traductor 210 este prezentat pe poziţie şi fixat de a doua secţiune 206 a carcasei generatorului de ceaţă 204, înainte ca cele două secţiuni 205, 206 ale carcasei generatorului de ceaţă 204 să fie ataşate una de alta.

Referitor la figurile 28 până la 31, în acest exemplu, generatorul de ceaţă 201 conţine un sistem de identificare 239. Sistemul de identificare 239 conţine o placă de circuite imprimate 240 cu contacte electrice 241, prevăzute pe o latură şi un circuit integrat 242 şi o altă componentă opţională 243 prevăzută pe cealaltă latură.

Circuitul integrat 242 dispune de o memorie care stochează un identificator unic pentru generatorul de ceaţă 201. Contactele electrice 241 asigură o interfaţă electronică pentru comunicarea cu circuitul integrat 242.

Placa de circuite imprimate 240 este, în acest exemplu, montată într-o adâncitură 244 pe o latură a carcasei generatorului de ceaţă 204. Circuitul integrat 242 şi, opţional, alte componente electronice 243, sunt plasate în altă adâncitură 245, astfel încât placa de circuite imprimate 240 este în general coliniară cu latura carcasei generatorului de ceaţă 204.

În acest exemplu, circuitul integrat 242 este un dispozitiv programabil o singură dată (OTP), care asigură o funcţie anti-contrafacere şi care face ca doar generatoarele de ceaţă originale ale producătorului să poată fi utilizate cu acest dispozitiv. Funcţia anti-contrafacere este implementată în generatorul de ceaţă 201 sub forma unui circuit integrat (IC) specific, personalizat, care este ataşat (împreună cu placa de circuite imprimate 240) de generatorul de ceaţă 201. OTP sub formă de IC conţine o informaţie absolut unică, ce permite trasabilitatea completă a generatorului de ceaţă 201 (şi a conţinutului acestuia) de-a lungul duratei sale de viaţă, precum şi monitorizarea precisă a consumului de către utilizator. IC OTP permite ca generatorul de ceaţă 201 să funcţioneze pentru a genera ceaţă numai când este autorizat.

Caracteristica OTP indică statutul de autorizat al unui anumit generator de ceaţă 201. Pentru a preveni emisiile de carbonili şi pentru a menţine aerosolul la standarde sigure, experimentele au arătat că generatorul de ceaţă 201 este considerat ca nemaiavând lichid în camera cu lichid 218 după aproximativ 1000 secunde de aerosolizare. În acest fel, un generator de ceaţă 201 care nu este original sau gol nu va putea fi activat după această durată de utilizare prestabilită.

Caracteristica OTP poate fi parte a unui întreg lanţ, în combinaţie cu punctul de vânzare digital, aplicaţia mobilă însoţitoare şi generatorul de ceaţă 201. Doar un generator de ceaţă 201 original, produs de către un fabricant de încredere şi vândut la un punct de vânzare digital poate fi utilizat în acest dispozitiv. O aplicaţie mobilă însoţitoare, care face conexiunea între contul de utilizator pe o platformă digitală a producătorului şi generatorul de ceaţă 201, asigură utilizarea în siguranţă a unui conţinut cunoscut ca fiind sigur, pentru o durată sigură de aspirare.

Aşadar, caracteristica OTP permite un grad ridicat de control al accesului şi monitorizare, necesare pentru administrarea produselor medicale în scenarii de utilizare business to business (B2B) cu instituţii medicale de încredere. IC OTP este citit de un dispozitiv de acţionare 202, care poate recunoaşte generatorul de ceaţă 201 introdus şi instrucţiunile 36 asociate acestuia. Dispozitivul de acţionare 202 nu poate fi utilizat cu acest generator de ceaţă 201 mai mult de sau în afara intervalului de timp indicat in instrucţiuni. În plus, poate fi realizat un memento pe aplicaţia mobilă însoţitoare pentru reduce riscul ca utilizatorul să nu îşi administreze o doză.

În unele exemple, IC OTP este de unică folosinţă, în acelaşi mod ca şi generatorul de ceaţă 201. Oricând generatorul de ceaţă 201 este considerat gol, el nu va fi activat dacă este introdus într-un dispozitiv de acţionare 202. În mod similar, un generator 201 contrafăcut nu va funcţiona în dispozitivul de acţionare 202.

Figurile 32 până la 34 ilustrează modul în care aerul circulă prin generatorul de ceaţă 201 în timpul funcţionării.

Sonificarea preparatului lichid (nicotină, soluţii medicale, suspensii medicale, soluţii proteice, suplimente, etc.) face ca acesta să se transforme în ceaţă (aerosolizare). Însă, ceaţa s-ar depune peste traductorul ultrasonic 215 dacă nu există suficient aer ambiental pentru a înlocui aerosolul care se ridică. În camera de sonificare 219 este necesară furnizarea continuă de aer în timp ce ceaţa (aerosol) este generată şi extrasă de către utilizator prin piesa bucală. Pentru îndeplinirea acestei cerinţe este prevăzut un canal pentru circulaţia aerului. În acest exemplu canalul pentru circulaţia aerului are o suprafaţă medie a secţiunii transversale de 11,5mm2, care este calculată şi proiectată în camera de sonificare 219 pe baza presiunii negative a aerului generată de un utilizator mediu. Astfel este controlat şi raportul ceaţă-aer în aerosolul inhalat, controlându-se astfel cantitatea de substanţă furnizată utilizatorului.

Pe baza cerinţelor de design, canalul pentru circulaţia aerului este direcţionat în aşa fel, încât el porneşte de la baza camerei de sonificare 219. Deschiderea de la baza camerei de aerosol este aliniată cu şi adiacentă deschiderii către o punte pentru flux de aer din dispozitiv. Canalul pentru circulaţia aerului merge vertical în sus, de-a lungul rezervorului şi continuă până în centrul camerei de sonificare (concentric cu traductorul ultrasonic 215). Aici se întoarce spre interior, cu un unghi de 90°. Traiectul de curgere continuă apoi până la aproximativ 1,5mm de traductorul ultrasonic 215. Acest traiect asigură maximizarea cantităţii de aer ambiental furnizat direct în direcţia suprafeţei de atomizare a traductorului ultrasonic 215. Aerul circulă prin canal către traductor, colectează ceaţa generată în timp ce iese afară prin piesa bucală şi către utilizator.

Dispozitivul de acţionare 202 va fi descris acum, iniţial cu referinţă la figurile 35 şi 36. Aerul pătrunde în generatorul de ceaţă 201 prin orificiul de pătrundere a aerului 207 care, după este descris mai jos, permite circulaţia fluidelor către o punte pentru flux de aer din dispozitivul de acţionare 202. Aerul circulă de-a lungul unui traseu de curgere care modifică direcţia fluxului de aer cu aproximativ 90°, pentru a-l direcţiona către traductorul ultrasonic 215.

In unele exemple, circulaţia aerului este configurată pentru a schimba direcţia unui flux de aer de-a lungul traiectului de curgere al acestuia, astfel încât fluxul de aer este în mod substanţial perpendicular faţă de suprafaţa de atomizare a traductorului ultrasonic în momentul în care fluxul de aer pătrunde în camera de sonificare.

Dispozitivul de acţionare 202 conţine o carcasă a dispozitivului de acţionare 246, care este realizată cel puţin parţial din metal. În unele exemple carcasa dispozitivului de acţionare 246 este în întregime din aluminiu (AL6063-T6), ceea ce protejează componentele interne de mediul înconjurător (praf, pătrunderea apei pulverizate, etc.) precum şi de deteriorări cauzate de şocuri (căderi accidentale, etc.).

În unele exemple, carcasa dispozitivului de acţionare 246 este prevăzută cu orificii de ventilaţie pe părţile laterale, ceea ce permite aerului ambiental să pătrundă în dispozitiv pentru două scopuri; pe de o parte pentru a realiza ventilarea în jurul componentelor electronice şi a le menţine la temperaturile de funcţionare, pe de altă parte aceste orificii de ventilaţie permit pătrunderea aerului în dispozitiv şi apoi, prin puntea pentru flux de aer, în generatorul de ceaţă 201.

Carcasa dispozitivului de acţionare 246 este prelungită cu o cameră internă 247, care adăposteşte componentele dispozitivului de acţionare 202. Un capăt al carcasei dispozitivului de acţionare 246 este închis cu capac de închidere 248. Celălalt capăt al carcasei dispozitivului de acţionare 247 are o deschidere 249 care asigură o deschidere pentru adâncitura 203 a dispozitivului de acţionare 202.

Dispozitivul de acţionare 202 conţine o baterie 250, care este conectată la o placă de circuite imprimate 251. În unele exemple, bateria 250 este o baterie Li-Po de 3,7V DC, cu capacitate de 1140 mAh şi rată de descărcare 10C. Rata de descărcare ridicată este necesară pentru amplificarea voltajului până la 15V, necesară pentru ca traductorul ultrasonic 215 să funcţioneze în mod corespunzător. Forma şi dimensiunea bateriei sunt proiectate, ţinând cont de limitările fizice, în funcţie deforma şi dimensiunea dispozitivului şi a spaţiului alocat pentru sursa de energie.

Placa de circuite imprimate 251 încorporează un procesor, o memorie şi alte componente electronice pentru implementarea funcţiilor electrice ale dispozitivului de acţionare 202. Pinii de încărcare 252 prevăzuţi la un capăt al plăcii de circuite imprimate 251 se extind prin capacul de închidere 248 pentru a asigura conexiuni de încărcare a bateriei 250.

Placa de circuite imprimate 251 este fixată în carcasa dispozitivului de acţionare 246 de un schelet 252. Scheletul 252 prezintă un canal 253, care primeşte placa de circuite imprimate 251. Scheletul 252 încorporează secţiuni laterale ridicate 254, 255, care susţin bateria 250.

În unele exemple, scheletul 252 este fabricat prin procese industriale de formare prin injecţie. Scheletul din plastic format prin injecţie asigură fixarea perfectă a tuturor componentelor în carcasă. De asemenea formează o acoperire deasupra părţii frontale a PCB (placă de circuite imprimate) care primeşte generatorul de ceaţă 201 atunci când este introdus în dispozitivul de acţionare 202.

Dispozitivul de acţionare 202 conţine un senzor de flux de aer care acţionează ca un comutator pentru activarea şi furnizarea energiei către traductor pentru sonificare şi producerea aerosolului. Senzorul de flux de aer este montat pe PCB în dispozitiv şi necesită o anumită scădere a presiunii atmosferice în jurul său pentru a activa dispozitivul de acţionare 202. În acest sens, o punte pentru flux de aer, după cum se arată în figurile 39 până la 41, este proiectată cu canale interne care direcţionează aerul din mediul înconjurător prin această punte, în camera de aerosol. Scheletul 252 conţine canale opuse 256, 257 pentru a primi secţiuni ale punţii pentru flux de aer, după cum se arată în figura 42.

Canalele interne din puntea pentru flux de aer prezintă un micro-canal (0,5mm diametru) care se extinde către o cameră care acoperă complet senzorul de flux de aer. În timp ce aerul pătrunde prin admisiile laterale şi circulă în sus către camera de aerosol, el creează o presiune negativă în micro-canal, care acţionează senzorul de flux de aer pentru a activa dispozitivul.

Dispozitivul este compact, portabil şi deosebit de avansat, el permiţând aerosolizarea precisă, sigură şi monitorizată. Acest lucru este obţinut prin încorporarea unor componente electronice de mare calitate, proiectate conform IPC clasa 3 - calitate medicală.

Echipamentele electronice ale dispozitivului de acţionare 202 se împart după cum urmează:

1. Secţiune de sonificare

Pentru a obţine cea mai eficientă aerosolizare actualmente posibilă pentru inhalarea într-un dispozitiv portabil, cu dimensiune a particulelor sub 1um, secţiunea de sonificare trebuie să asigure padurile de contact care primesc traductorul ultrasonic 215 (disc ceramic piezoelectric (PZT)) cu frecvenţă adaptivă ridicată (aproximativ 3MHz).

Această secţiune nu doar că trebuie să asigure o frecvenţă ridicată dar şi să protejezi traductorul ultrasonic 215 împotriva defecţiunilor, asigurând cavitaţie optimizată constant.

Deformarea mecanică a PZT este de legată de amplitudinea voltajului de curent alternativ care îi este aplicat şi, pentru a garanta funcţionarea şi furnizarea optimă a sistemului la fiecare sonificare, PZT trebuie să fie supus tot timpul deformării maxime.

Însă, pentru a preveni deteriorarea PZT, puterea activă transferată acestuia trebuie să fie controlată cu precizie.

Acest lucru a putut fi obţinut doar prin proiectarea unui chip cu circuit integrat de management al puterii (PMIC), care nu există pe piaţă şi care este prevăzut pe placa de circuite imprimate a dispozitivului de acţionare 202. Acest PMIC permite modularea puterii active furnizate către PZT în orice moment, fără să afecteze amplitudinea mecanică a vibraţiei PZT.

Prin modulaţia duratei impulsurilor (PWM) voltajului de curent alternativ aplicat PZT, amplitudinea mecanică a vibraţiei rămâne constantă.

Singura opţiune preexistentă disponibilă ar fi fost modificarea voltajului de curent alternativ de ieşire prin utilizarea unui convertor digital-analog (DAC). Energia transmisă către PZT s-ar reduce, însă s-ar reduce şi deformarea mecanică, ceea ce degradează complet şi împiedică aerosolizarea corespunzătoare. Voltajul RMS aplicat ar fi acelaşi cu modulaţia efectivă a factorului de umplere, ca şi cu modulaţia voltajului, însă puterea activă transferată către PZT s-ar degrada. Având în vedere formula de mai jos:

Putere activă transmisă către PZT

Unde

φ este decalajul de fază între curent şi voltaj

Irms este valoarea medie pătratică a curentului

Vrms este valoarea medie pătratică a voltajului.

Având în vedere prima armonică, Irms este o funcţie a amplitudinii reale a voltajului aplicat traductorului, în timp ce modulaţia duratei impulsurilor modifică durata voltajului furnizat către traductor, controlând Irms.

Designul specific al PMIC utilizează un design ultra-modern, permiţând controlul ultra-precis al benzii de frecvenţă şi a treptelor care trebuie aplicate PZT, incluzând un set complet de bucle de reacţie şi cale de monitorizare pentru secţiunea de control de utilizat.

Restul secţiunii de aerosolizare este compus din convertorul ridicător de tensiune DC/DC şi transformator, care livrează energia necesară de la o baterie de 3,7V către padurile de contact ale PZT.

Dispozitivul de acţionare conţine un acţionator de curent alternativ pentru conversia voltajului de la baterie într-un semnal de acţionare de curent alternativ, la o frecvenţă predeterminată, pentru acţionarea traductorului ultrasonic.

Dispozitivul de acţionare conţine un sistem de monitorizare a puterii active pentru monitorizare puterii active utilizate de traductorul ultrasonic (după cum am descris mai sus) atunci când traductorul ultrasonic este acţionat de semnalul de acţionare de curent alternativ. Sistemul de monitorizare a puterii active asigură un semnal de monitorizare care indică puterea activă utilizată de traductorul ultrasonic.

Procesorul din dispozitivul de acţionare controlează acţionatorul de curent alternativ şi primeşte semnalul de monitorizare de la sistemul de monitorizare a puterii active.

Memoria dispozitivului de acţionare stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate, fac ca procesorul să:

A. controleze acţionatorul de curent alternativ să emită un semnal de acţionare de curent alternativ către traductorul ultrasonic, la o frecvenţă de baleiaj predeterminată; B. calculeze puterea activă utilizată de traductorul ultrasonic pe baza semnalului de monitorizare; C. controleze acţionatorul de curent alternativ să moduleze semnalul de acţionare de curent alternativ pentru a maximiza puterea activă utilizată de traductorul ultrasonic; D. stocheze în memorie o înregistrare cu puterea activă maximă utilizată de traductorul ultrasonic şi frecvenţa de baleiaj a semnalului de acţionare de curent alternativ; E. repete paşii A-D de un număr predeterminat de ori, cu frecvenţa de baleiaj crescând la fiecare repetiţie, astfel încât, după ce s-a ajuns la numărul de repetiţii predeterminat, frecvenţa de baleiaj a crescut de la o frecvenţă de baleiaj iniţială la o frecvenţă de baleiaj finală; F. identifice din înregistrările stocate în memorie frecvenţa optimă a semnalului de acţionare de curent alternativ care este frecvenţa de baleiaj a semnalului de acţionare de curent alternativ la care traductorul ultrasonic utilizează maximul de putere activă; şi G. controleze acţionatorul de curent alternativ să emită un semnal de acţionare de curent alternativ către traductorul ultrasonic, la frecvenţa optimă pentru a face traductorul ultrasonic să atomizeze un lichid.

În unele exemple, sistemul de monitorizare a puterii active conţine un sistem de detectare a curentului, pentru detectarea unui curent de acţionare al semnalului de acţionare de curent alternativ care acţionează traductorul ultrasonic, unde sistemul de monitorizare a puterii active asigură un semnal de monitorizare care indică curentul de acţionare detectat.

În unele exemple, sistemul de detectare a curentului conţine un convertor analog-digital, care converteşte curentul de acţionare detectat într-un semnal digital pentru a fi procesat de procesor.

În unele exemple memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, fac ca procesorul să: repete paşii A-D de mai sus, cu frecvenţa de baleiaj crescând incremental de la o frecvenţă de baleiaj iniţială de 2900kHz la o frecvenţă de baleiaj finală de 2960kHz.

În unele exemple memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, fac ca procesorul să: repete paşii A-D de mai sus, cu frecvenţa de baleiaj crescând incremental de la o frecvenţă de baleiaj iniţială de 2900kHz la o frecvenţă de baleiaj finală de 3100kHz.

În unele exemple, memoria stochează instrucţiuni care, atunci când sunt executate de procesor, fac ca procesorul: în pasul G să controleze acţionatorul de curent alternativ să emită un semnal de acţionare de curent alternativ către traductorul ultrasonic, la o frecvenţă care este deviată cu o valoare predeterminată de la frecvenţa optimă.

În unele exemple valoarea de deviere predeterminată se situează între 1-10% din frecvenţa optimă.

2. Secţiunea de control şi informaţii (CI)

Secţiunea de control şi informaţii conţine un EEPROM extern pentru stocarea de date, LED-uri pentru informarea utilizatorului, un senzor de presiune pentru detectarea fluxului de aer şi un microcontroler cu capacităţi Bluetooth Low Energy (BLE) pentru monitorizarea constantă şi administrarea secţiunii de aerosolizare.

Senzorul de presiune utilizat în dispozitiv are două scopuri. Primul scop este de a preveni pornirea nedorită şi accidentală a motorului sonic (acţionarea traductorului ultrasonic). Această funcţionalitate este implementată în sistemul de procesare al dispozitivului, optimizată pentru putere redusă, pentru măsurarea constantă a parametrilor mediului înconjurător, cum ar fi temperatura şi presiunea ambiantă, cu compensare internă şi setare de referinţă, pentru detectarea precisă şi clasificarea a ceea ce poartă numele de inhalare reală.

Spre deosebire de toate celelalte dispozitive de fumat electronice de pe piaţă, această soluţie foloseşte forţa unui micro-controler pentru a permite utilizarea unui singur senzor.

Al doilea scop al senzorului de presiune este nu numai de a fi capabil să monitorizeze durata exactă a inhalărilor efectuate de utilizator, pentru o măsurare precisă a volumului inhalat, ci şi de a determina forţa inhalării efectuate de utilizator, ceea ce reprezintă o informaţie esenţială în cazul aplicaţiilor medicale, atât pentru prescrierea unei reţete adecvate, cât şi pentru monitorizarea sănătăţii. Per total, suntem capabili să realizăm totalmente profilul presiunii pentru fiecare inhalare şi să anticipăm finalul inhalării, atât cu scopul optimizării aerosolizării, cât şi pentru înţelegerea comportamentală în ceea ce priveşte datele medicale.

Acest lucru a fost posibil prin utilizarea unui microcontroler Bluetooth™ Low Energy (BLE). Acesta îi permite sistemului să asigure intervale de inhalare deosebit de precise, aerosolizare optimizată, monitorizarea a numeroşi parametri pentru garantarea nebulizării în siguranţă şi prevenirea utilizării unui e-liquid sau a unor camere de aerosol neoriginale şi pentru a proteja atât dispozitivul de riscul supraîncălzirii, cât şi utilizatorul împotriva nebulizării excesive într-o singură inhalare, spre deosebire de orice alt produs existent pe piaţă.

Utilizarea microcontrolerului BLE permite ca actualizarea wireless să le ofere constant utilizatorilor un software îmbunătăţit, pe baza colectării anonimizate a datelor şi unui modul de inteligenţă artificială pentru modelarea PZT.

3. Secţiunea de management al puterii (PM)

Secţiunea de management al puterii se constituie din traiectul bateriei LiPo de 3,7V către un regulator cu pierdere redusă (regulator LDO), care alimentează secţiunea de control şi informaţii, şi un sistem de management baterie (BMS), care asigură încărcarea şi un nivel înalt de protecţie al bateriei LiPo interne.

Componentele din această secţiune au fost alese cu atenţie şi în detaliu, pentru a putea realiza un dispozitiv atât de integrat şi compact, care să furnizeze un nivel ridicat de putere secţiunii de sonificare şi să asigure alimentarea constantă a secţiunii de control şi informaţii.

La furnizarea unei puteri ridicate pentru secţiunea de aerosolizare dintr-o baterie LiPo de 3,7V, tensiunea de alimentare variază masiv în timpul funcţionării. În lipsa unui regulator cu pierdere redusă, pentru secţiunea de control şi informaţii nu ar putea fi asigurată alimentarea constantă obligatorie atunci când tensiunea bateriei scade până la 0,3V peste valorile minime ale componentelor din această secţiune, motiv pentru care LDO are un rol absolut esenţial. O pierdere la nivelul secţiunii CI ar perturba sau chiar opri funcţionarea întregului dispozitiv.

Din acest motiv, selectarea atentă a componentelor nu doar că asigură un grad ridicat de fiabilitate al dispozitivului, ci îi şi permite să lucreze în condiţii dificile şi pentru perioade consecutive mai lungi între reîncărcări.

Aerosolizare controlată

Dispozitivul reprezintă o soluţie de aerosolizare precisă, de încredere şi sigură, atât pentru programe de renunţare la fumat, cât şi prescripţii medicale şi utilizare zilnică, astfel încât trebuie să asigure o aerosolizare controlată şi sigură.

Acest lucru este obţinut printr-o metodă internă, care poate fi împărţită în mai multe secţiuni, după cum urmează:

1. Sonificare

Pentru a asigura aerosolizarea optimă, traductorul ultrasonic (PZT) trebuie să vibreze în cel mai eficient mod.

Frecvenţă

Proprietăţile electromecanice ale ceramicii piezoelectrice indică faptul că această componentă are cea mai mare eficienţă la frecvenţa de rezonanţă. Dar, de asemenea, vibrarea PZT la rezonanţă pentru o perioadă lungă de timp va duce inevitabil la defecţiune şi defectarea componentei, ceea ce face camera de aerosol inutilizabilă.

Un lucru important de avut în vedere la utilizarea materialelor piezoelectrice este variaţia inerentă în timpul fabricaţiei şi variabilitatea acesteia în funcţie de temperatură şi vechime.

Rezonarea PZT la 3MHz pentru a crea picături de dimensiune <1um, necesită o metodă adaptivă pentru a localiza şi atinge 'punctul optim' al PZT individual în interiorul fiecărei camere de aerosol utilizate cu dispozitivul pentru fiecare inhalare în parte.

Baleiere

Dat fiind că dispozitivul trebuie să localizeze 'punctul optim' pentru fiecare inhalare în parte şi din cauza utilizării excesive, temperatura PZT variază in timp ce dispozitivul utilizează o metodă de dublă baleiere, dezvoltată la nivel intern.

Prima baleiere este utilizată când dispozitivul nu a fost folosit cu o anumită cameră de aerosol o perioadă de timp considerată suficientă ca disiparea termică să intervină în totalitate şi pentru ca PZT să se răcească la 'temperatura standard'. Această procedură este numită şi pornire la rece. În timpul acestei proceduri PZT are nevoie de un impuls pentru a produce aerosolul necesar. Acesta se obţine prin parcurgerea doar a unui mic subset de frecvenţe între 2900kHz până la 2960kHz care, conform studiilor şi experimentelor extinse, acoperă punctul de rezonanţă.

Pentru fiecare frecvenţă din această gamă, motorul sonic este activat iar curentul care trece prin PZT este monitorizat în mod activ şi stocat de microcontroler prin intermediul convertorului analog-digital (DAC) şi convertit înapoi în curent, pentru a putea deduce cu precizie puterea utilizată de PZT.

Astfel rezultă profilul rece al acestui PZT în ceea ce priveşte frecvenţa iar frecvenţa utilizată pe parcursul inhalării este cea care utilizează cel mai mult curent, adică frecvenţa cu cea mai scăzută impedanţă.

A doua baleiere este realizată în timpul oricărei inhalări ulterioare şi acoperă întreaga gamă de frecvenţe între 2900kHz până la 3100kHz datorită modificării profilului PZT în ceea ce priveşte temperatura şi deformarea. Acest profil cald este utilizat pentru a determina devierea care trebuie aplicată.

Deviere

Dat fiind că aerosolizarea trebuie să fie optimă, devierea nu este utilizată în timpul unei inhalări la rece şi ca urmare PZT va vibra la frecvenţa de rezonanţă. Acest lucru se poate întâmpla doar pentru o perioadă scurtă şi fără repetiţie, în caz contrar PZT s-a defecta în mod inevitabil.

Devierea însă este utilizată în timpul majorităţii inhalărilor ca o modalitate pentru a atinge o frecvenţă cu impedanţă scăzută, rezultând astfel o operare aproximativ optimă a PZT, dublată de protejarea lui împotriva defecţiunilor.

Dat fiind că profilele cald şi rece sunt stocate în timpul inhalării, microcontrolerul poate selecta apoi frecvenţa deviată adecvată în concordanţă cu valorile măsurate ale curentului prin PZT în timpul baleierii şi să asigure funcţionarea mecanică lipsită de riscuri.

Selectarea direcţiei devierii este crucială, deoarece componenta piezoelectrică se comportă într-un mod diferit în afara dubletului frecvenţă de rezonanţă/anti-rezonanţă sau în cadrul acestei game. Devierea selectată ar trebui să se situeze întotdeauna în cadrul acestei game, definite de frecvenţe de rezonanţă până la frecvenţe anti-rezonante, dat fiind că PZT este inductiv şi nu capacitiv.

În sfârşit, procentajul devierii este menţinut sub 10% pentru a rămâne în continuare aproape de cea mai redusă impedanţă dar suficient de departe de rezonanţă.

Ajustare

Dată fiind natura intrinsecă a PZT, fiecare inhalare este diferită. Numeroşi parametri în afară de elementul piezoelectric influenţează rezultatul inhalării, cum ar fi cantitatea de e-liquid rămasă în interiorul camerei de aerosol, gradul de îmbibare al tifonului sau nivelul bateriei dispozitivului.

Dispozitivul monitorizează în permanenţă curentul utilizat de PZT în interiorul camerei de aerosol iar microcontrolerul ajustează constant parametrii, cum ar fi frecvenţa şi factorul de umplere, pentru a furniza camerei de aerosol cea mai stabilă alimentare cu energie posibilă în cadrul unei plaje predefinite, în concordanţă cu rezultatele studiilor şi experimentelor privind aerosolizarea optimă în condiţii de siguranţă.

Monitorizarea bateriei

Pentru a furniza o tensiune de curent alternativ de 15V şi a menţine în interiorul PZT o intensitate a curentului în jurul a 2,5A, curentul extras din baterie atinge aproximativ 7 până la 8 amperi, ceea ce creează o scădere a tensiunii bateriei. Orice baterie LiPo obişnuită nu ar face faţă acestei cereri ridicate de resurse pe durata unei inhalări, care poate ajunge la 6s.

Din acest motiv este dezvoltată o baterie LiPo specială, care poate gestiona aproximativ 11 amperi, ceea ce înseamnă cu 50% mai mult decât maximul permis în PZT în orice moment, şi care rămâne uşor de utilizat într-un dispozitiv portabil, compact şi integrat.

Dat fiind că tensiunea bateriei scade şi variază foarte mult la activarea secţiunii de sonificare, microcontrolerul monitorizează constant energia utilizată de PZT în interiorul camerei de aerosol, pentru a asigura aerosolizarea corespunzătoare, în condiţii de siguranţă.

Şi, dat fiind că cheia aerosolizării este controlul, dispozitivul se asigură în primul rând că secţiunea de control şi informaţii a dispozitivului funcţionează întotdeauna şi că nu se opreşte în detrimentul secţiunii de sonificare.

Acesta este motivul pentru care metoda de ajustare ţine foarte mult seama şi de nivelul bateriei în timp real şi, dacă este necesar, modifică parametri, cum ar fi factorul de umplere, pentru a menţine bateria la un nivel sigur, iar în cazul în care bateria este la un nivel prea scăzut înainte de pornirea motorului sonic, secţiunea de control şi informaţii va împiedica activarea.

Controlul puterii

După cum s-a spus, cheia aerosolizării este controlul iar metoda utilizată în acest dispozitiv este o funcţie multi-dimensională în timp real, care ţine cont de profilul PZT, de curentul din interiorul PZT şi de nivelul bateriei dispozitivului în orice moment.

Toate acestea sunt posibile doar prin utilizarea unui microcontroler care poate monitoriza şi controla fiecare element al dispozitivului, pentru a produce o inhalare optimă.

1. Controlul inhalării

Dispozitivul este unul sigur, fapt confirmat şi de raportul BNS (Broughton Nicotine Services), însă pentru a garanta siguranţa nebulizării şi integritatea atât a camerei de aerosol, cât şi a dispozitivului, fiecare inhalare trebuie să fie controlată.

Durata inhalării

Pentru a reduce expunerea la carbonili şi la alte componente toxice care ar putea rezulta din încălzirea unui e-liquid, durata maximă a unei inhalări este setată la 6 secunde, ceea ce asigură în totalitate lipsa expunerii la aceste componente.

Interval

Deoarece dispozitivul se bazează pe o componentă piezoelectrică, dispozitivul împiedică activarea secţiunii de sonificare dacă o inhalare se opreşte. Temporizarea de siguranţă dintre două inhalări este adaptivă, depinzând de durata inhalării anterioare. Acest lucru permite îmbibarea corespunzătoare a tifonului înainte de următoarea activare.

În acest mod dispozitivul poate funcţiona în siguranţă iar aerosolizarea se realizează în mod optim, fără riscul de spargere a elementului PZT sau de a expune utilizatorul la componente toxice.

Conectivitate (BLE)

Secţiunea de control şi informaţii a dispozitivului este compusă dintr-un sistem de comunicaţii wireless, sub forma unui microcontroler cu capacităţi Bluetooth Low Energy. Sistemul de comunicaţii wireless comunică cu procesorul dispozitivului şi este configurat pentru transmiterea şi primirea de date între dispozitivul de acţionare şi un dispozitiv de calcul, cum ar fi un smartphone.

Conectivitatea via Bluetooth Low Energy cu o aplicaţie mobilă însoţitoare face ca această comunicare să necesite foarte puţină energie, permiţând astfel dispozitivului ca atunci când nu este utilizat deloc să rămână în funcţiune pentru o perioadă mai mare de timp, comparativ cu soluţiile de conectivitate wireless tradiţionale, cum ar fi Wi-Fi, Bluetooth clasic, GSM sau chiar LTE-M şi NB-IOT.

Cel mai important, această conectivitate face posibile caracteristica OTP şi controlul complet şi siguranţa inhalărilor. Toate datele, de la frecvenţa de rezonanţă a unei inhalări la cea utilizată sau presiunea negativă creată de utilizator şi durata, sunt stocate şi transferate via BLE pentru analize ulterioare şi îmbunătăţirea software-ului încorporat.

Mai mult, aceste informaţii sunt cruciale atunci când dispozitivul este utilizat în programe medicale sau de renunţare la fumat, deoarece ele oferă medicilor şi utilizatorilor toate informaţiile privind procesul de inhalare, precum şi posibilitatea de a urmări în timp real prescripţiile şi utilizarea.

În sfârşit, această conectivitate permite actualizarea firmware-ului încorporat în interiorul dispozitivului şi wireless (OTA), ceea ce garantează că ultimele versiuni pot fi implementate întotdeauna cu rapiditate. Acest lucru oferă un grad ridicat de scalabilitate dispozitivului şi siguranţa că se intenţionează actualizarea acestuia.

Colectarea datelor în scop clinic, pentru renunţarea la fumat

Dispozitivul poate colecta datele utilizatorului, cum ar fi numărul de aspirări şi durata aspirării pentru a determina cantitatea totală consumată de utilizator într-o sesiune.

Aceste date pot fi interpretate de un algoritm care setează limitele de consum per perioadă de timp, pe baza recomandărilor unui medic.

Acest lucru permite o doză terapeutică controlată din substanţa care trebuie administrată utilizatorului, care este controlată de către un medic sau farmacist şi de care utilizatorul final nu poate abuza.

Medicul are posibilitatea să scadă gradual dozajul, în timp şi de o manieră controlată, care este sigură pentru utilizator şi eficientă în asigurarea dozelor terapeutice pentru renunţarea la fumat.

Limitări ale aspirării

Procesul de cavitaţie ultrasonică are un impact semnificativ asupra concentraţiei de nicotină în ceaţa produsă.

O limitare a dispozitivului la o durată a aspirării <7 va limita expunerea utilizatorului la carbonilii produşi în mod obişnuit de sistemele electronice de furnizare a nicotinei.

Pe baza rezultatelor experimentelor Broughton Nicotine Services, după ce un utilizator efectuează 10 aspirări consecutive <7 secunde, cantitatea totală de carbonili este <2,67 µg/10 aspirări (medie: 1,43µg/10 aspirări) pentru formaldehidă, <0,87µg/ aspirări (medie: 0,50µg/10 aspirări) pentru acetaldehidă, <0,40µg/10 aspirări (medie: 0,28µg/10 aspirări) pentru propionaldehidă, <0,16µg/10 aspirări (medie: 0,16µg/10 aspirări) pentru crotonaldehidă, <0,19µg/10 aspirări (medie: 0,17µg/10 aspirări) pentru butiraldehidă, <0,42µg/10 aspirări (medie: 0,25µg/10 aspirări) pentru diacetil, iar acetilpropionil nu a fost detectat deloc în emisii după 10 aspirări consecutive <7 secunde.

Deoarece aerosolizarea unui e-liquid este realizată prin acţiunea mecanică a discului piezoelectric şi nu prin încălzirea directă a lichidului, componentele individuale ale e-liquid (propilenglicol, glicerină vegetală, componente aromatice, etc.) rămân în mare parte intacte şi nu sunt descompuse în componente toxice mai mici, cum ar fi acroleină, acetaldehidă, formaldehidă, etc. într-o măsură atât de mare ca în cazul ENDS tradiţionale.

Pentru a limita expunerea utilizatorului la carbonili în timpul utilizării dispozitivului ultrasonic, durata aspirării este limitată la maximum 6 secunde, astfel încât rezultatele de mai sus ar reprezenta scenariul cel mai nefavorabil în ceea ce priveşte expunerea.

Referitor la figurile 43 şi 44, când capacul de închidere 248 este montat pe carcasa dispozitivului de acţionare 246, carcasa dispozitivului de acţionare 246, fiind din aluminiu, acţionează ca o cuşcă Faraday, împiedicând dispozitivul să emită orice fel de unde electromagnetice. Dispozitivul cu carcasa dispozitivului de acţionare 246 a fost testat în ceea ce priveşte compatibilitatea electromagnetică (CEM) iar testele au arătat că emisiile sunt de mai puţin de jumătate din limita admisă pentru dispozitive. Rezultatele testelor CEM sunt prezentate în graficul din figura 45.

Toate aplicaţiile de mai sus, care implică tehnologia ultrasonică, pot beneficia de optimizarea obţinută prin intermediul regulatorului de frecvenţă, care optimizează frecvenţa de sonificare pentru performanţe optime.

Trebuie notat că cele prezentate în documentul de faţă nu sunt limitate doar pentru utilizarea în scopul de furnizare a nicotinei. Unele exemple sunt configurate pentru utilizarea în diverse scopuri medicale (de ex. furnizarea de CBD pentru calmarea durerilor, suplimente pentru creşterea performanţei, albuterol/salbutamol pentru pacienţi care suferă de astm, etc.)

Dispozitivele prezentate în documentul de faţă sunt destinate utilizării cu orice substanţă medicală sau alţi compuşi, iar substanţa medicală sau compusul este furnizat într-un lichid în camera cu lichid a dispozitivului, pentru a fi aerosolizat de dispozitiv. În unele exemple, dispozitivele prezentate în documentul curent sunt destinate utilizării cu substanţe medicale şi compuşi care includ, dar nu se limitează la, următoarele:

Respirator

Bronhodilatatoare

Olodaterol

Levalbuterol

Berodual (bromură de ipratropium / fenoterol)

Combivent (bromură de ipratropium / salbutamol)

Anti-inflamator

Betametazonă

Dexametazonă

Methylprednisolonă

Hidrocortizon

Mucolitice

N-acetilcisteină

Hipertensiune pulmonară

Sildenafil

Tadalafil

Epoprostenol

Treprostenil

lloprost

Boli infecţioase

Antimicrobiene

Aminoglicozide (gentamicină, tobramicină, amikacină, colomicină, neomicină, amikacină lipozomală,)

Chinolone (ciprofloxacină, levofloxacină, moxifloxacin, ofloxacină) Macrolide (azitromicină) Minociclină

Betalactamine (Piperacilină/tazobactam, ceftazidim ticarcilină), Cefalosporine (cefotaximă, cefepimă, ceftriaxonă, cefotaximă) Glicopeptide (vancomicină)

Meropenem

Polimixină (colistin, polimixină B)

Antifungice

Amfotericină

Fluconazol

Caspofungin

Antivirale

Valganciclovir

Favipiravir

Remdesivir

Aciclovir

Antituberculoase

Izoniazidă

Pirazinamidă

Rifampicină

Etambutol

Oncologie

Biologice

Gilotrif

Afatinib

Caplacizumab

Dupilumab

Sarilumab

Alirocumab

Volasertib

Nintedanib

Imatinib

Sirolimus

Chimioterapie

Azacitidină

Decitabină

Docetaxel

Gemcitabină

Cisplatină

SNC & PSIH

Valproat de sodiu

Teriflunomidă

Zolmitriptan

METABOLIC/HORMONAL

Insulină

Estrogen

IMUNOLOGIE

Vaccin

Anticorpi monoclonali

Celule stem

Vitamine

Zinc

Acid ascorbic

Diverse

Niclosamid

Hidroxiclorochină

Ivermectină

Nebulizatorul ultrasonic 100 din unele exemple este o versiune mai puternică a nebulizatoarelor medicale portabile curente, de forma şi dimensiunea unor ţigarete electronice curente şi cu o structură deosebită pentru asigurarea vaporizării eficiente. El reprezintă o alternativă mai sănătoasă la ţigarete şi produsele curente de tipul ţigaretelor electronice.

Nebulizatorul ultrasonic 100 din unele exemple are o aplicabilitate deosebită pentru persoanele care utilizează inhalatoare electronice ca mijloc pentru renunţarea la fumat şi reducerea dependenţei de nicotină. Nebulizatorul ultrasonic 100 oferă o modalitate de a reduce gradual doza de nicotină.

Pot fi avute în vedere cu uşurinţă şi alte exemple de nebulizatoare ultrasonice, inclusiv dispozitive medicale de administrare.

Cele de mai sus prezintă caracteristici ale mai multor exemple sau aplicaţii, astfel încât persoanele cu competenţă normală în domeniu să poată înţelege mai bine diversele aspecte ale prezentării curente. Persoanele cu competenţă normală în domeniu ar trebui să aibă în vedere că pot utiliza cu uşurinţă prezentarea curentă ca bază pentru proiectarea sau modificarea altor procese şi structuri pentru îndeplinirea aceloraşi scopuri şi/sau obţinerea aceloraşi avantaje din diversele exemple şi aplicaţii indicate în prezentarea curentă.

Chiar dacă subiectul a fost descris într-un limbaj specific caracteristicilor structurale şi acţiunilor metodologice, trebuie înţeles că subiectul revendicărilor anexate nu este în mod necesar limitat la caracteristicile sau acţiunile specifice descrise mai sus. Mai degrabă, caracteristicile şi acţiunile specifice descrise mai sus sunt prezentate ca forme exemplificative de implementare a cel puţin unora dintre revendicări.

Sunt prezentate diverse operaţii cu exemple sau aplicaţii. Ordinea în care sunt descrise unele sau toate aceste operaţiuni nu trebuie să inducă ideea că aceste operaţiuni depind neapărat de ordinea de execuţie. Se poate aprecia că o ordine alternativă va oferi beneficiile descrise în prezentul document. În plus, trebuie înţeles că nu toate operaţiunile sunt în mod necesar prezente în fiecare aplicaţie prezentată în documentul de faţă. De asemenea, trebuie înţeles că nu toate operaţiunile sunt necesare în unele exemple sau aplicaţii.

Mai mult, termenul „exemplificativ» este utilizat în documentul de faţă cu sensul de a servi drept exemplu, exemplificare, ilustrare, etc. şi nu neapărat avantajos. Aşa cum este utilizat în prezenta cerere, termenul „sau» semnifică un „sau» cu sens inclusiv şi nu un „sau» cu sens exclusiv. În plus „o» şi „un», aşa cum sunt utilizate în prezenta cerere şi revendicările anexate trebuie înţelese în general ca însemnând „unul sau mai multe», cu excepţia cazurilor când se specifică altfel sau este clar din context că forma este la singular. De asemenea, cel puţin unul dintre A şi B şi/sau similar înseamnă în general A sau B sau şi A şi B. În plus, în măsura în care sunt folosiţi termenii „include», „având», „are», „cu» sau variante ale acestora, se doreşte ca sensul acestor termeni să fie inclusiv, de o manieră similară termenului „conţinând». De asemenea, dacă nu se specifică altfel, termenii „primul», „al doilea» şi similar nu sugerează un aspect temporal, spaţial, o ordine etc. Ci aceşti termeni sunt folosiţi mai degrabă ca identificatori, nume, etc. pentru caracteristici, elemente, articole, etc. De exemplu, un prim element şi un al doilea element corespund în general elementului A şi elementului B sau două elemente diferite sau identice sau acelaşi element.

De asemenea, cu toate că prezentarea a fost realizată şi descrisă cu privire la una sau mai multe implementări, schimbări şi modificări echivalente vor fi posibile pentru persoanele cu competenţă normală în domeniu, în baza citirii şi înţelegerii prezentelor specificaţii şi a desenelor anexate. Prezentarea cuprinde toate aceste modificări şi este limitată doar de scopul următoarelor aserţiuni. În special în ceea ce priveşte diferitele funcţii îndeplinite de caracteristicile descrise mai sus (de exemplu, elemente, resurse etc.), termenii folosiţi pentru a descrie astfel de caracteristici au intenţia de a corespunde, dacă nu se indică altfel, oricăror caracteristici care îndeplinesc funcţia specificată a caracteristicile descrise (de exemplu, care este echivalent din punct de vedere funcţional), chiar dacă acestea nu sunt echivalente cu structura prezentată. În plus, în vreme ce o anumită caracteristică din prezentare se poate să fi fost prezentată cu privire la doar una din mai multe implementări, o astfel de caracteristică poate fi combinată cu una sau mai multe caracteristici ale celorlalte implementări, după cum se doreşte şi se dovedeşte avantajos pentru orice aplicaţie dată sau specifică.

Exemple sau aplicaţii ale subiectului şi operaţiile funcţionale descrise în prezentul document pot fi implementate în circuite electronice digitale sau în software, firmware sau hardware de computer, inclusiv structurile prezentate în aceste specificaţii şi echivalentele lor structurale, sau în combinaţii dintre una sau mai multe dintre ele.

Unele exemple sau aplicaţii sunt implementate cu folosirea unuia sau mai multor module de instrucţiuni de programe informatice, codate pe un mediu care poate fi citit de un computer, pentru a fi executate de sau pentru a controla funcţionarea unui aparat de procesare a datelor. Mediul care poate fi citit de un computer poate fi un produs fabricat, cum ar fi hard disc-ul dintr-un sistem informatic sau un sistem încorporat. Mediul care poate fi citit de un computer poate fi procurat separat şi codificat ulterior cu unul sau mai multe module de instrucţiuni de programe informatice, de exemplu prin transmiterea unuia sau a mai multe module de instrucţiuni de programe informatice printr-o reţea cu fir sau fără fir. Mediul care poate fi citit de un computer poate fi un dispozitiv de stocare citibil electronic, un substrat de stocare citibil electronic, un dispozitiv de stocare sau o combinaţie de una sau mai multe dintre ele.

Termenii „dispozitiv de calcul» şi „aparat de procesare a datelor» includ toate aparatele, dispozitivele şi maşinile pentru procesarea datelor, inclusiv, ca exemplu, un procesor programabil, un computer sau multiple procesoare sau computere. Aparatul poate include, pe lângă hardware, un cod care creează un mediu pentru executarea programului informatic în discuţie, de ex. cod care constituie firmware-ul procesorului, un set de protocoale, un sistem de management al bazelor de date, un sistem de operare, un mediu de execuţie sau o combinaţie de una sau mai multe dintre acestea. În plus, aparatul poate face uz de diferite infrastructuri de modele de calcul, cum ar fi servicii web, sisteme de calcul distribuit şi infrastructuri de grid computing.

Procesele şi fluxurile logice descrise în aceste specificaţii pot fi realizate de unul sau mai multe procesoare programabile care execută unul sau mai multe programe informatice pentru a îndeplini funcţii prin procesarea datelor de intrare şi generarea datelor de ieşire.

Procesoare adecvate pentru executarea unu program informatic includ, ca exemplu, microprocesoare de uz general şi special şi oricare sau mai multe procesoare de orice tip ale calculatoarelor digitale. În general, un procesor va primi instrucţiuni şi date de la o memorie de tip read-only sau o memorie cu acces aleatoriu sau de la ambele. Elementele esenţiale ale unui computer sunt procesorul pentru executarea instrucţiunilor şi unul sau mai multe dispozitive de stocare pentru stocarea instrucţiunilor şi a datelor. În general, un computer va include sau poate fi cuplat operativ pentru a primi date de la sau transfera date către, sau ambele, unul sau mai multe dispozitive de stocare de mare capacitate pentru stocarea datelor, de ex. discuri magnetice, discuri magneto-optice sau discuri optice. Cu toate acestea, nu este nevoie ca un computer să aibă astfel de dispozitive. Dispozitivele adecvate pentru stocarea instrucţiunilor de programe informatice şi a datelor includ toate formele de memorie non-volatilă, medii şi dispozitive de stocare.

În prezentele specificaţii „conţine» înseamnă „include sau constă din» iar „conţinând» înseamnă „incluzând sau constând din».

Claims

1. Un dispozitiv de generare a ceţii pentru livrarea de nicotină, dispozitivul conţinând:

o carcasă a generatorului de ceaţă (204) care este alungită şi conţine un orificiu de pătrundere a aerului (207) şi un orificiu de ieşire a ceţii (208);

o cameră cu lichid (218) prevăzută în interiorul carcasei generatorului de ceaţă (204), cameră cu lichid (218) care conţine un lichid destinat atomizării, lichidul incluzând nicotină;

o cameră de sonificare (219) prevăzută în interiorul carcasei generatorului de ceaţă (204);

un element capilar în general plan (222) care prezintă un capăt mărit (228), o primă secţiune (223) şi o a treia secţiune (225) de formă în general rectangulară şi o a doua secţiune (224) şi o a patra secţiune (226) de formă parţial circulară, elementul capilar (222) fiind îndoit astfel încât prima şi a doua secţiune (223, 224) sunt suprapuse pe a treia şi, respectiv, a patra secţiune (225, 226) iar capetele primei secţiuni (223) şi ale celei de-a treia secţiuni (225) definesc capătul mărit (228), elementul capilar (222) extinzându-se între camera cu lichid (218) şi camera de sonificare (219), astfel încât prima secţiune (223) şi a treia secţiune (225) ale elementului capilar (222) se află în camera cu lichid (218), capătul mărit (228) stă în lichidul conţinut în camera cu lichid (218) iar a doua secţiune (224) şi a patra secţiune (226) ale elementului capilar (222) se află în camera de sonificare (219);

un traductor ultrasonic (215) cu o suprafaţă de atomizare în general plană care este prevăzută în interiorul camerei de sonificare (219), traductorul ultrasonic (215) fiind montat în carcasa generatorului de ceaţă (204) astfel încât planul suprafeţei de atomizare este substanţial paralelă cu lungimea longitudinală a carcasei generatorului de ceaţă (204), unde o parte a celei de-a doua secţiuni (224) a elementului capilar (222) este suprapusă pe o parte suprafeţe de atomizare, şi unde traductorul ultrasonic (215) este configurat să vibreze suprafaţa de atomizare pentru a atomiza un lichid transportat de a doua secţiune (223) şi de a patra secţiune (226) a elementului capilar (222) pentru a genera o ceaţă conţinând lichidul atomizat şi aer în interiorul camerei de sonificare (219); şi

un sistem de circulaţie a aerului care oferă un traseu de circulaţie a aerului între orificiul de pătrundere a aerului (207), camera de sonificare (219) şi orificiul de ieşire a aerului (208), astfel încât un utilizator care inspiră pe la orificiul de ieşire a ceţii (208) determină aspirarea aerului prin orificiul de pătrundere a aerului (207), prin camera de sonificare (219) şi ieşirea lui prin orificiul de ieşire a ceţii (208), iar ceaţa generată în camera de sonificare (219) este scoasă de fluxul de aer prin orificiul de ieşire a ceţii (208) pentru a fi inhalată de utilizator.

2. Dispozitivul din revendicarea 1, unde generatorul de ceaţă mai conţine:

un suport de traductor (210) care este ţinut în carcasa generatorului de ceaţă (204), unde suportul de traductor (210) susţine traductorul ultrasonic (215) şi fixează a doua secţiune (224) a elementului capilar (222) suprapusă pe o parte a suprafeţei de atomizare; şi

o secţiune de divizare (220) care asigură o barieră între camera cu lichid (218) şi camera de sonificare (219), unde secţiunea de divizare (220) conţine o deschidere capilară (221) prin care se extinde o parte a primei secţiuni (223) şi a celei de-a doua secţiuni (224) a elementului capilar (222).

3. Dispozitivul din revendicarea 1 sau revendicarea 2, unde elementul capilar (222) are o grosime de 0.28 mm.

4. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, unde elementul capilar (222) este realizat din cel puţin 75% fibre de bambus.

5. Dispozitivul din revendicarea 4, unde elementul capilar (222) este realizat 100% din fibre de bambus.

6. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, unde generatorul de ceaţă mai conţine:

cel puţin un element absorbant (236), care este prevăzut adiacent orificiului de ieşire a ceţii (208) pentru a absorbi lichid la orificiul de ieşire a ceţii (208).

7. Dispozitivul din revendicarea 6, unde fiecare element absorbant (234) este realizat din fibre de bambus.

8. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, unde lichidul are o viscozitate dinamică între 1.05 Pa•s şi 1.412 Pa•s şi o densitate a lichidului între 1.1 g/ml şi 1.3 g/ml.

9. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, unde lichidul conţine o sare de nicotină care constă din levulinat de nicotină.

10. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, unde lichidul conţine o cantitate de nicotină şi/sau sare de nicotină de la 0.1 la 80 mg/ml, sau de la 0.1 la 50 mg/ml, sau de la 1 la 25 mg/ml, sau de la 10 la 20 mg/ml, sau 17 mg/ml.

11. Dispozitivul din oricare dintre revendicările de la 1 la 9, unde lichidul conţine o cantitate de glicerină vegetală (VG) de la 55 la 80% (w/w), sau de la 60 la 80% (w/w), sau de la 65 la 75% (w/w), sau 70% (w/w).

12. Dispozitivul din oricare dintre revendicările de la 1 la 9, unde lichidul conţine o cantitate de propilen glicolul (PG) cu compoziţia de la 5 la 30% (w/w), sau de la 10 la 30% (w/w), sau de la 15 la 25% (w/w), sau 20% (w/w).

13. Dispozitivul din oricare dintre revendicările anterioare, unde generatorul de ceaţă mai conţine:

un sistem de identificare (239) care este prevăzut pe carcasa generatorului de ceaţă (204), sistemul de identificare (239) conţinând:

un circuit integrat (242) cu o memorie care stochează un

identificator unic pentru generatorul de ceaţă şi

o conexiune electrică ce asigură o interfaţă electronică pentru comunicarea cu circuitul integrat (242).

14. Dispozitivul din revendicarea 13, unde memoria circuitului integrat (242) stochează o înregistrare a stării dispozitivului de generare a ceţii, care indică cel puţin o utilizare istorică a dispozitivului de generare a ceţii sau volumul lichidului din camera cu lichid (218).