RU2826181C2 - Vapour cartridge and vapour system - Google Patents
Vapour cartridge and vapour system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2826181C2 RU2826181C2 RU2021126950A RU2021126950A RU2826181C2 RU 2826181 C2 RU2826181 C2 RU 2826181C2 RU 2021126950 A RU2021126950 A RU 2021126950A RU 2021126950 A RU2021126950 A RU 2021126950A RU 2826181 C2 RU2826181 C2 RU 2826181C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- atomizer
- reservoir
- aerosol
- wall
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 103
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 35
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 114
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 13
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 abstract description 12
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 abstract description 9
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 abstract description 9
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 36
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 2
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к оболочке атомайзера для системы подачи пара, к картомайзеру для системы подачи пара и к системе подачи пара, содержащей такую оболочку атомайзера.The present invention relates to an atomizer shell for a vapor supply system, to a cartomizer for a vapor supply system and to a vapor supply system containing such an atomizer shell.
Уровень техникиState of the art
Многие электронные системы подачи пара, такие как электронные сигареты и другие электронные системы доставки никотина, которые доставляют никотин через испаренные жидкости, состоят из двух основных компонентов или секций, а именно: секции картриджа, или картомайзера, и блока управления (секции батареи). Картомайзер обычно включает в себя резервуар с жидкостью и атомайзер для испарения жидкости. Эти части в совокупности могут быть обозначены как источник аэрозоля. Атомайзер обычно сочетает в себе функции пористости или капиллярности и нагрева, чтобы передавать жидкость из резервуара к месту, где она нагревается и испаряется. Например, он может быть реализован в виде электрического нагревателя, который может представлять собой резистивный провод, сформированный в виде катушки или другой формы для резистивного (джоулева) нагрева, или токоприемник для индукционного нагрева, и пористый элемент с капиллярной или фитильной способностью в непосредственной близости от нагревателя, который поглощает жидкость из резервуара и переносит ее к нагревателю. Блок управления обычно включает в себя батарею для подачи энергии для работы системы. Электроэнергия от батареи подается для активации нагревателя, который нагревается и испаряет небольшое количество жидкости, поступающей из резервуара. Затем пользователь вдыхает испаренную жидкость.Many electronic vapor delivery systems, such as e-cigarettes and other electronic nicotine delivery systems that deliver nicotine through vaporized liquids, consist of two main components or sections, namely, a cartridge section, or cartomizer, and a control unit (battery section). The cartomizer typically includes a liquid reservoir and an atomizer for vaporizing the liquid. These parts may be referred to collectively as an aerosol source. The atomizer typically combines the functions of porosity or capillary action and heating to transfer liquid from the reservoir to the location where it is heated and vaporized. For example, it may be implemented as an electric heater, which may be a resistive wire formed into a coil or other shape for resistive (Joule) heating, or a current collector for induction heating, and a porous element with capillary or wicking ability in close proximity to the heater, which absorbs liquid from the reservoir and transfers it to the heater. The control unit typically includes a battery to supply power to operate the system. Power from the battery is supplied to activate the heater, which heats up and vaporizes a small amount of liquid coming from the reservoir. The user then inhales the vaporized liquid.
Компоненты картомайзера могут быть предназначены только для краткосрочного использования, так что картомайзер является одноразовым компонентом системы, также называемым расходным материалом. Напротив, блок управления обычно предназначен для многократного использования с серией картомайзеров, которые пользователь заменяет по мере истечения срока годности каждого. Расходные картомайзеры поставляются потребителю с резервуаром, предварительно заполненным жидкостью, и предназначены для утилизации, когда резервуар пуст. Для удобства и безопасности резервуар герметичен и не допускает легкого пополнения, поскольку с жидкостью может быть трудно работать. Когда требуется новая подача жидкости, пользователю проще заменить весь картомайзер.The components of a cartomizer may be designed for short-term use only, so the cartomizer is a disposable component of the system, also called a consumable. In contrast, the control unit is usually designed for repeated use with a series of cartomizers that the user replaces as each one expires. Consumable cartomizers are supplied to the consumer with a reservoir pre-filled with liquid and are designed to be discarded when the reservoir is empty. For convenience and safety, the reservoir is sealed and does not allow for easy refilling, as the liquid can be difficult to work with. When a new supply of liquid is needed, the user can simply replace the entire cartomizer.
В этом контексте желательно, чтобы картомайзеры были простыми в изготовлении и состояли из небольшого числа частей. Следовательно, чтобы их можно было эффективно производить в больших количествах по низкой цене с минимальными отходами. Поэтому представляют интерес картомайзеры, имеющие простую конструкцию.In this context, it is desirable that cartomizers are simple to manufacture and consist of a small number of parts. Consequently, they can be efficiently produced in large quantities at a low cost with minimal waste. Therefore, cartomizers with a simple design are of interest.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
В соответствии с первым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложена оболочка для по меньшей мере частичного окружения атомайзера системы подачи пара, чтобы ограничить аэрозольную камеру вокруг атомайзера, при этом атомайзер расположен по меньшей мере частично снаружи по отношению к внешним размерам резервуара для аэрозолируемого субстратного материала, из которого получают аэрозоль посредством атомайзера, причем корпус содержит: по меньшей мере одну стенку, ограничивающую аэрозольную камеру; соединительную часть, с помощью которой оболочка может проходить наружу от корпуса, ограничивающего резервуар; одно или несколько отверстий в по меньшей мере одной стенке, чтобы позволить аэрозолируемому субстратному материалу поступать в аэрозольную камеру из резервуара и выходить аэрозолю из аэрозольной камеры; и одно или несколько отверстий в по меньшей мере одной стенке, позволяющие воздуху проникать в аэрозольную камеру.According to a first aspect of some embodiments of the invention described in this document, a housing is provided for at least partially surrounding an atomizer of a vapor supply system to define an aerosol chamber around the atomizer, wherein the atomizer is located at least partially outside with respect to the external dimensions of a reservoir for an aerosolizable substrate material from which an aerosol is produced by means of the atomizer, wherein the housing comprises: at least one wall defining the aerosol chamber; a connecting portion by means of which the housing can extend outwardly from the housing defining the reservoir; one or more openings in at least one wall to allow the aerosolizable substrate material to enter the aerosol chamber from the reservoir and the aerosol to exit the aerosol chamber; and one or more openings in at least one wall allowing air to penetrate into the aerosol chamber.
В соответствии со вторым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложен картридж для системы подачи пара, содержащий оболочку в соответствии с первым аспектом и резервуар для аэрозолируемого субстратного материала, из которого выступает оболочка.According to a second aspect of some embodiments of the invention described herein, there is provided a cartridge for a vapor supply system comprising a shell according to the first aspect and a reservoir for an aerosolizable substrate material from which the shell extends.
В соответствии с третьим аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложена система подачи пара или картридж для системы подачи пара, содержащие оболочку в соответствии с первым аспектом, резервуар, содержащий аэрозолируемый субстратный материал, из которого выступает оболочка, мундштук с выпускным отверстием для вдыхания аэрозоля, образованного из аэрозолируемого субстратного материала, первый герметизирующий слой, расположенный над одним или несколькими отверстиями оболочки, и второй герметизирующий слой, расположенный над выходным отверстием мундштука, причем герметизирующие слои предназначены для удаления пользователем перед использованием системы подачи пара или картриджа.According to a third aspect of some embodiments of the invention described in this document, a vapor delivery system or a cartridge for a vapor delivery system is provided, comprising a shell according to the first aspect, a reservoir containing an aerosolizable substrate material from which the shell protrudes, a mouthpiece with an outlet for inhaling an aerosol formed from the aerosolizable substrate material, a first sealing layer located above one or more openings of the shell, and a second sealing layer located above an outlet opening of the mouthpiece, wherein the sealing layers are intended to be removed by the user before using the vapor delivery system or cartridge.
В соответствии с четвертым аспектом некоторых вариантов осуществления изобретения, описанных в данном документе, предложен картридж в соответствии со вторым аспектом или система подачи пара в соответствии с третьим аспектом, содержащие корпус, ограничивающий резервуар, с которым соединена оболочка, причем соединение закреплено клеем или сваркой.According to a fourth aspect of some embodiments of the invention described herein, there is provided a cartridge according to the second aspect or a steam supply system according to the third aspect, comprising a housing defining a reservoir to which a shell is connected, wherein the connection is secured by adhesive or welding.
Эти и другие аспекты некоторых вариантов осуществления изобретения изложены в независимых и зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Понятно, что признаки зависимых пунктов формулы изобретения можно комбинировать друг с другом и признаками независимых пунктов формулы изобретения в сочетаниях, отличных от явно изложенных в формуле изобретения. Более того, подход, описанный в этом документе, не ограничен специфическими вариантами осуществления, например, изложенными ниже, но включает в себя и предполагает любые подходящие сочетания представленных здесь признаков. Например, оболочка атомайзера или система подачи пара, включающая в себя оболочку атомайзера, могут быть выполнены в соответствии с подходами, описанными в этом документе, может быть выполнен резервуар для хранения жидкости и компонент или система, содержащая такой резервуар, который включает в себя любой один или несколько соответствующих признаков, описанных ниже.These and other aspects of some embodiments of the invention are set forth in the independent and dependent claims of the appended claims. It is understood that the features of the dependent claims can be combined with each other and with the features of the independent claims in combinations other than those expressly set forth in the claims. Moreover, the approach described in this document is not limited to specific embodiments, such as those set forth below, but includes and contemplates any suitable combinations of the features presented herein. For example, an atomizer shell or a vapor delivery system including an atomizer shell can be made in accordance with the approaches described in this document, a liquid storage tank and a component or system containing such a tank can be made that includes any one or more corresponding features described below.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Теперь подробно на примере будут описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылкой на следующие чертежи.Various embodiments of the invention will now be described in detail by way of example with reference to the following drawings.
На фиг. 1 показано поперечное сечение примера электронной сигареты, содержащей картомайзер и блок управления;Fig. 1 shows a cross-section of an example of an electronic cigarette comprising a cartomizer and a control unit;
на фиг. 2 – внешний вид в перспективе по частям примера картомайзера, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения;Fig. 2 is a perspective view of parts of an example of a cartomizer in which aspects of the invention can be implemented;
на фиг. 3 – вид в перспективе с частичным вырезом картомайзера, показанного на фиг. 2, в собранном виде;Fig. 3 is a perspective view with a partial cutaway of the cartomizer shown in Fig. 2, in assembled form;
на фиг. 4, 4(A), 4(B) и 4(C) – упрощенные схематические сечения еще одного примера картомайзера, в котором могут быть реализованы аспекты изобретения;Fig. 4, 4(A), 4(B) and 4(C) are simplified schematic cross-sections of another example of a cartomizer in which aspects of the invention may be implemented;
на фиг. 5 – весьма схематический вид в разрезе первого примера системы подачи пара, использующей индукционный нагрев, в которой могут быть реализованы аспекты изобретения;Fig. 5 is a highly schematic cross-sectional view of a first example of a steam supply system using induction heating in which aspects of the invention may be implemented;
на фиг. 6 – весьма схематический вид в разрезе второго примера системы подачи пара, использующей индукционный нагрев, в которой могут быть реализованы аспекты изобретения;Fig. 6 is a highly schematic cross-sectional view of a second example of a steam supply system using induction heating in which aspects of the invention may be implemented;
на фиг. 7 – весьма схематический вид в разрезе части оболочки атомайзера и корпуса резервуара картомайзера, соединенных друг с другом посредством первого примерного устройства;Fig. 7 is a highly schematic sectional view of a portion of the atomizer shell and the cartomizer reservoir body, connected to each other by means of a first exemplary device;
на фиг. 8 – весьма схематический вид в разрезе части оболочки атомайзера и корпуса резервуара картомайзера, соединенных друг с другом посредством второго примерного устройства;Fig. 8 is a highly schematic sectional view of a portion of the atomizer shell and the cartomizer reservoir body, connected to each other by means of a second exemplary device;
на фиг. 9 – весьма схематический вид сбоку в разрезе картомайзера с оболочкой атомайзера, выполненной как единое целое, в соответствии с примером;Fig. 9 is a highly schematic side view in section of a cartomizer with an atomizer shell made as a single piece, in accordance with the example;
на фиг. 10 – схематичный вид сбоку в разрезе оболочки атомайзера с отверстиями для забора воздуха в соответствии с примером;Fig. 10 is a schematic side view in section of the atomizer shell with air intake holes in accordance with the example;
на фиг. 11 – вид в плане оболочки атомайзера с впускным воздушным клапаном в соответствии с примером;Fig. 11 is a plan view of the atomizer shell with an air inlet valve in accordance with the example;
на фиг. 12 – сильно упрощенный схематический вид сбоку в разрезе картомайзера с герметизирующими слоями в соответствии с первым примером;Fig. 12 is a highly simplified schematic side view in section of a cartomizer with sealing layers in accordance with the first example;
на фиг. 13 – сильно упрощенный схематический вид сбоку в разрезе картомайзера с герметизирующим слоем в соответствии с другим примером; иFig. 13 is a highly simplified schematic side sectional view of a cartomizer with a sealing layer according to another example; and
на фиг. 14 – схематический вид сбоку в разрезе оболочки атомайзера с рисунком на внутренней поверхности в соответствии с примером.Fig. 14 is a schematic side view in section of the atomizer shell with a pattern on the inner surface in accordance with the example.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В этом документе обсуждаются/описаны аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения. Некоторые аспекты и признаки некоторых примеров и вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы обычным способом, и для краткости они подробно не обсуждаются/не описаны. Таким образом, понятно, что аспекты и признаки обсуждаемых здесь устройства и способов, которые подробно не описаны, могут быть реализованы в соответствии с любыми обычными технологиями, предназначенными для реализации таких аспектов и признаков.This document discusses/describes aspects and features of some examples and embodiments of the invention. Some aspects and features of some examples and embodiments of the invention may be implemented in a conventional manner, and for the sake of brevity, they are not discussed/described in detail. Thus, it is understood that aspects and features of the device and methods discussed herein that are not described in detail may be implemented in accordance with any conventional technologies intended for implementing such aspects and features.
Как описано выше, настоящее изобретение относится (но не ограничиваясь этим) к электронным системам получения аэрозоля или пара, таким как электронные сигареты. В последующем описании иногда могут применяться термины «е-сигарета» и «электронная сигарета»; однако понятно, что эти термины можно взаимозаменяемо использовать для системы или устройства подачи аэрозоля (пара). Системы предназначены для генерации вдыхаемого аэрозоля путем испарения субстрата в форме жидкости или геля, который может содержать или не содержать никотин. Кроме того, гибридные системы могут содержать жидкий или гелевый субстрат плюс твердый субстрат, который также нагревается. Твердый субстрат может представлять собой, например, табак или другие нетабачные продукты, которые могут содержать, а могут и не содержать никотин. Выражение «аэрозолируемый субстратный материал», используемый в данном документе, предназначен для обозначения субстратных материалов, которые могут образовывать аэрозоль либо посредством приложения тепла, либо некоторыми другими способами. Термин «аэрозоль» может использоваться взаимозаменяемо с термином «пар».As described above, the present invention relates to, but is not limited to, electronic aerosol or vapor generation systems, such as electronic cigarettes. In the following description, the terms "e-cigarette" and "electronic cigarette" may sometimes be used; however, it is understood that these terms may be used interchangeably for an aerosol (vapor) delivery system or device. The systems are designed to generate an inhalable aerosol by vaporizing a substrate in the form of a liquid or gel, which may or may not contain nicotine. In addition, hybrid systems may comprise a liquid or gel substrate plus a solid substrate that is also heated. The solid substrate may be, for example, tobacco or other non-tobacco products, which may or may not contain nicotine. The expression "aerosolizable substrate material" as used herein is intended to refer to substrate materials that can form an aerosol either by the application of heat or by some other means. The term "aerosol" may be used interchangeably with the term "vapor".
Используемый в этом документе термин «компонент» используется для обозначения части, секции, блока, модуля, узла или аналогичного элемента электронной сигареты или аналогичного устройства, который включает в себя несколько меньших частей или элементов, возможно, внутри внешнего корпуса или стенки. Электронная сигарета может быть сформирована или построена из одного или нескольких таких компонентов, при этом компоненты могут быть съемными или раздельно соединяемыми друг с другом или могут быть перманентно соединены друг с другом во время производства для образования целой электронной сигареты. Настоящее раскрытие применимо (но не ограничиваясь этим) к системам, содержащим два компонента, которые можно раздельно соединить друг с другом и которые выполнены, например, как компонент, несущий аэрозолируемый субстратный материал, содержащий жидкость, или другой аэрозолируемый субстратный материал (картридж, картомайзер или расходный материал), и блок управления, имеющий батарею для подачи электроэнергии для работы элемента генерации пара из субстратного материала. Для предоставления конкретного примера в настоящем описании картомайзер описан как пример части или компонента, несущего аэрозолируемый субстратный материал, но описание не ограничено в этом отношении и применимо к любой конфигурации части или компонента, несущего аэрозолируемый субстратный материал. Кроме того, такой компонент может включать в себя больше или меньше частей, чем те, которые включены в примеры.As used in this document, the term "component" is used to denote a part, section, unit, module, assembly or similar element of an electronic cigarette or similar device that includes several smaller parts or elements, possibly within an outer housing or wall. The electronic cigarette may be formed or constructed from one or more such components, wherein the components may be removable or separately connectable to each other or may be permanently connected to each other during manufacturing to form a complete electronic cigarette. The present disclosure is applicable (but not limited to) to systems comprising two components that can be separately connected to each other and which are designed, for example, as a component carrying an aerosolizable substrate material containing a liquid or other aerosolizable substrate material (a cartridge, cartomizer or consumable), and a control unit having a battery for supplying electrical power for operating an element generating vapor from the substrate material. To provide a specific example, the present description describes a cartomizer as an example of a part or component carrying an aerosolizable substrate material, but the description is not limited in this regard and is applicable to any configuration of a part or component carrying an aerosolizable substrate material. In addition, such a component may include more or fewer parts than those included in the examples.
Настоящее раскрытие, в частности, касается систем подачи пара и их компонентов, в которых используется аэрозолируемый субстратный материал в форме жидкости или геля, который содержится в резервуаре, емкости, контейнере или другой емкости, содержащейся в системе. Имеется устройство для доставки субстратного материала из резервуара с целью подачи его для генерации пара/аэрозоля. Термины «жидкость», «гель», «текучая среда», «исходная жидкость», «исходный гель», «исходная текучая среда» и т.п. могут быть использованы взаимозаменяемо с «аэрозолируемым субстратным материалом» и «субстратным материалом» для обозначения аэрозолируемого субстратного материала, который имеет форму, допускающую хранение и доставку в соответствии с примерами настоящего раскрытия.The present disclosure particularly relates to vapor delivery systems and components thereof that utilize an aerosolizable substrate material in the form of a liquid or gel that is contained in a reservoir, tank, container, or other vessel contained in the system. There is a device for delivering the substrate material from the reservoir for delivering it for generating a vapor/aerosol. The terms "liquid," "gel," "fluid," "source liquid," "source gel," "source fluid," and the like may be used interchangeably with "aerosolizable substrate material" and "substrate material" to refer to an aerosolizable substrate material that is in a form that allows storage and delivery in accordance with the examples of the present disclosure.
На фиг. 1 представлен весьма схематический вид (не в масштабе) типового примера системы подачи аэрозоля/пара, такой как электронная сигарета 10, представленного с целью демонстрации взаимосвязи между различными частями типичной системы и объяснения общих принципов работы. Электронная сигарета 10 в целом имеет удлиненную форму, проходящую в этом примере вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией, и содержит два основных компонента, а именно: управляющий или питающий компонент, секцию или блок 20, и картридж, или секцию 30 в сборе (иногда называемую картомайзером или клиромайзером), содержащую аэрозолируемый субстратный материал и функционирующую в качестве компонента генерации пара.Fig. 1 is a highly schematic view (not to scale) of a typical example of an aerosol/vapor delivery system, such as an
Картомайзер 30 включает в себя резервуар 3, содержащий исходную жидкость или другой аэрозолируемый субстратный материал, содержащий такой состав, как жидкость или гель, из которого получают аэрозоль, например, содержащую никотин. В качестве примера исходная жидкость может содержать от 1 до 3% никотина и 50% глицерина, а оставшуюся часть примерно поровну составляют вода и пропиленгликоль, а также возможно наличие других компонентов, например ароматизаторов. Также может использоваться исходная жидкость, не содержащая никотин, например, для доставки ароматизатора. Также может содержаться твердый субстрат (не показан), такой как часть табака или другого ароматического элемента, через который проходит пар, образующийся из жидкости. Резервуар 3 является резервуаром для хранения и представляет собой контейнер или сосуд, в котором можно хранить исходную жидкость, так что жидкость может свободно перемещаться и перетекать в пределах резервуара. Для расходного картомайзера резервуар 3 может быть загерметизирован после заполнения во время изготовления, так что после того, как исходная жидкость закончится, его можно выбросить, в противном случае он может иметь впускное отверстие или иное отверстие, через которое пользователь может добавить новую исходную жидкость. Картомайзер 30 также содержит электрический нагревательный элемент или нагреватель 4, расположенный вне резервуара 3 и предназначенный для создания аэрозоля путем испарения исходной жидкости при нагреве. Может быть предусмотрено такое устройство передачи или доставки жидкости (элемент передачи жидкости) как фитиль или другой пористый элемент 6, чтобы доставлять исходную жидкость из резервуара 3 к нагревателю 4. Одна или несколько частей фитиля 6 могут быть расположены внутри резервуара 3 или могут сообщаться с жидкостью в резервуаре 3, чтобы они могли впитывать исходную жидкость и передавать ее посредством эффекта капиллярного всасывания или капиллярного эффекта к другим частям фитиля 6, которые примыкают или контактируют с нагревателем 4. Таким образом, эта жидкость нагревается и испаряется, чтобы ее место заняла новая исходная жидкость из резервуара для передачи на нагреватель 4 фитилем 6. Фитиль можно рассматривать как мост, путь или канал между резервуаром 3 и нагревателем 4, который подает или передает жидкость из резервуара к нагревателю. Термины, включая канал, канал для жидкости, канал для передачи жидкости, канал для доставки жидкости, механизм или элемент для передачи жидкости, а также механизм или элемент для доставки жидкости, могут использоваться здесь взаимозаменяемо для обозначения фитиля или соответствующего компонента или конструкции.The
Сочетание нагревателя и фитиля (или его аналога) иногда называют атомайзером или атомайзером в сборе, а резервуар с исходной жидкостью и атомайзер вместе могут называться источником аэрозоля. Другая терминология может включать в себя узел доставки жидкости или узел передачи жидкости, при этом в настоящем контексте эти термины могут использоваться взаимозаменяемо для обозначения парогенерирующего элемента (парогенератора) плюс фитильного или аналогичного компонента или структуры (элемента транспортировки жидкости), который подает или передает жидкость, полученную из резервуара, в парогенератор для генерации пара/аэрозоля. Возможны различные конструкции, в которых детали могут быть расположены иначе, чем на схематическом изображении на фиг. 1. Например, фитиль 6 может представлять собой полностью отдельный от нагревателя 4 элемент, или нагреватель 4 может быть выполнен пористым и способным непосредственно выполнять по меньшей мере часть функции капиллярного впитывания (например, металлическая сетка). В электрическом или электронном устройстве парогенерирующий элемент может представлять собой электрический нагревательный элемент, который работает за счет омического/резистивного (джоулева) нагрева или за счет индукционного нагрева. Таким образом, в общем случае атомайзер можно рассматривать как один или несколько элементов, которые реализуют функциональность парогенерирующего или испарительного элемента, способного генерировать пар из исходной жидкости, доставленной к нему, и элемента транспортировки или доставки жидкости, способного доставлять или транспортировать жидкость из резервуара или аналогичного хранилища жидкости в парогенератор за счет фитильного действия/капиллярной силы. Атомайзер обычно расположен в компоненте картомайзера парогенерирующей системы. В некоторых конструкциях жидкость может подаваться из резервуара непосредственно в парогенератор без необходимости в отдельном фитильном или капиллярном элементе. Варианты осуществления изобретения применимы ко всем таким конфигурациям, которые согласуются с примерами и описанием в данном документе.The combination of the heater and the wick (or its analogue) is sometimes called an atomizer or an atomizer assembly, and the reservoir with the initial liquid and the atomizer together can be called an aerosol source. Other terminology can include a liquid delivery unit or a liquid transfer unit, and in the present context these terms can be used interchangeably to refer to a vapor-generating element (vapor generator) plus a wick or similar component or structure (a liquid transport element) that supplies or transfers liquid received from the reservoir to the vapor generator for generating vapor/aerosol. Various designs are possible, in which the components can be arranged differently than in the schematic representation in Fig. 1. For example, the
Возвращаясь к фиг. 1, картомайзер 30 также включает в себя мундштук или мундштучную часть 35, имеющую отверстие или выпускное отверстие для воздуха, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, полученный с помощью атомайзера 4.Returning to Fig. 1, the
Компонент питания или управляющий блок 20 включает в себя гальванический элемент или аккумулятор 5 (называемый в дальнейшем батареей, которая может быть перезаряжаемой) для подачи энергии для электрических компонентов электронной сигареты 10, в частности для работы нагревателя 4. Кроме того, имеется контроллер 28, такой как печатная плата и/или другие электронные компоненты или схема, для общего управления электронной сигаретой. Управляющая электроника/схема 28 управляет нагревателем 4 с использованием энергии от батареи 5, если требуется пар, например, в ответ на сигнал от датчика давления воздуха или датчика потока воздуха (не показан), который детектирует осуществление вдоха через систему 10, во время которого воздух поступает через одно или несколько впускных отверстий 26 для воздуха в стенке управляющего блока 20. Когда нагревательный элемент 4 работает, он испаряет исходную жидкость, подаваемую из резервуара 3 элементом 6 доставки жидкости, для образования аэрозоля, который затем вдыхает пользователь через отверстие в мундштуке 35. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35, аэрозоль переносится от источника аэрозоля к мундштуку 35 вдоль одного или нескольких воздушных каналов (не показаны), которые соединяют впускное отверстие 26 для воздуха с источником аэрозоля и с выпускным отверстием для воздуха.The power component or
Управляющий блок (секция питания) 20 и картомайзер (картридж в сборе) 30 представляют собой отдельные соединяемые части, которые можно отсоединить друг от друга, разделяя их в направлении, параллельном продольной оси, как указано двусторонними стрелками на фиг. 1. При использовании устройства 10 компоненты 20, 30 соединены друг с другом с помощью взаимодействующих соединительных элементов 21, 31 (например, резьбового или байонетного соединения), которые обеспечивают механическую и в некоторых случаях электрическую связь между управляющей секцией 20 и картриджем 30 в сборе. Электрическое соединение необходимо, если нагреватель 4 работает за счет омического нагрева, чтобы ток мог проходить через нагреватель 4, когда он подключен к батарее 5. В системах, в которых используют индукционный нагрев, электрическое соединение может быть исключено, если в картомайзере 30 нет частей, требующих электроэнергии. Индуктивная рабочая катушка может быть расположена в секции 20 питания, и она питается от батареи 5, а картомайзер 30 и секция 20 питания имеют такую форму, чтобы при их соединении нагреватель 4 подвергался воздействию магнитного потока, создаваемого катушкой, для создания электрического тока в материале нагревателя. Устройства индукционного нагрева более подробно рассмотрены ниже. Конструкция, показанная на фиг. 1, представляет собой всего лишь пример устройства, при этом различные части и признаки могут быть распределены между секцией 20 питания и картриджем 30 в сборе по-другому, а также могут иметься и другие компоненты и элементы. Две секции могут быть соединены друг с другом впритык в продольной конфигурации, как на фиг. 1, или в другой конфигурации, например параллельно, бок о бок. Система может быть или не быть в целом цилиндрической и/или иметь в целом продольную форму. Каждая или обе секции или компоненты могут быть выброшены и заменены после использования (например, когда резервуар пуст или батарея разряжена), либо могут быть предназначены для многоразового использования, которое возможно, например, при повторном заполнении резервуара и перезарядке батареи. В других примерах система 10 может быть единой в том смысле, что части блока 20 управления и картомайзера 30 расположены в одном корпусе и не могут быть разделены. Варианты осуществления и примеры настоящего изобретения применимы к любой из этих конфигураций и к другим конфигурациям, известным специалистам в данной области техники. The control unit (power section) 20 and the cartomizer (cartridge assembly) 30 are separate connectable parts that can be separated from each other by separating them in a direction parallel to the longitudinal axis, as indicated by the double-headed arrows in Fig. 1. When using the
На фиг. 2 показан внешний вид в перспективе частей, которые могут быть собраны для образования картомайзера в соответствии с примером настоящего изобретения. Картомайзер 40 состоит только из четырех частей, которые могут быть собраны путем придавливания или прижатия, если они имеют соответствующую форму. Следовательно, изготовление может быть очень простым и понятным.Fig. 2 shows a perspective view of the parts that can be assembled to form a cartomizer according to an example of the present invention. The
Первая часть представляет собой корпус 42, который ограничивает резервуар для хранения аэрозолируемого субстратного материала (далее для краткости называемого субстратом или жидкостью). Корпус 42 имеет в целом трубчатую форму, которая в этом примере имеет круглое поперечное сечение и содержит стенку или стенки, форма которых определяет различные части резервуара и других элементов. Цилиндрическая внешняя боковая стенка 44 открыта на нижнем конце отверстием 46, через которое резервуар может быть заполнен жидкостью и к которому могут быть присоединены части, как описано ниже, для закрытия/герметизации резервуара, а также для обеспечения доставки жидкости наружу для испарения. Она определяет внешний вид, или внешний объем, или размеры резервуара. Ссылки в данном документе на элементы или части, лежащие или расположенные снаружи резервуара, предназначены для обозначения того, что часть находится вне или частично за пределами области, ограниченной или определяемой этой внешней стенкой 44 и ее верхней и нижней протяженностью и краями или поверхностями.The first part is a
Цилиндрическая внутренняя стенка 48 концентрически расположена внутри внешней боковой стенки 44. Эта конструкция ограничивает кольцевой объем 50 между внешней стенкой 44 и внутренней стенкой 48, который представляет собой приемник, полость, пустоту или тому подобное для удержания жидкости, другими словами, резервуар. Внешняя стенка 44 и внутренняя стенка 48 соединены друг с другом (например, верхней стенкой или стенками, сужающимися друг к другу), чтобы закрыть верхний край объема 50 резервуара. Внутренняя стенка 48 открыта на нижнем конце отверстием 52, а также на верхнем конце. Трубчатое внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой, представляет собой проход или канал 54 для воздушного потока, который в собранной системе переносит образовавшийся аэрозоль от атомайзера к мундштучному выпускному отверстию системы для вдыхания пользователем. Отверстие 56 на верхнем конце внутренней стенки 48 может представлять собой выпускное мундштучное отверстие, выполненное для удобного размещения во рту пользователя, или отдельная мундштучная часть может быть присоединена к корпусу 42, имеющему канал, соединяющий отверстие 56 с выпускным мундштучным отверстием, или вокруг него.The cylindrical
Корпус 42 может быть выполнен из формованного пластика, например, литьем под давлением. В примере на фиг. 2 он выполнен из прозрачного материала; это позволяет пользователю наблюдать за уровнем или количеством жидкости в резервуаре 44. В качестве альтернативы корпус может быть непрозрачным или непрозрачным с прозрачным окном, через которое можно увидеть уровень жидкости. В некоторых примерах пластик может быть жестким.The
Вторая часть картомайзера 40 представляет собой направляющий элемент 60 для потока, который в этом примере также имеет круглое поперечное сечение, а также имеет форму и конфигурацию для сцепления с нижним концом корпуса 42. Направляющий элемент 60 для потока фактически представляет собой втулку и выполнен с возможностью выполнения нескольких функций. Когда его вставляют в нижний конец корпуса 42, он соединяется с отверстием 46, чтобы закрыть и герметизировать объем 50 резервуара, и соединяется с отверстием 52, чтобы изолировать канал 54 для воздушного потока от объема 50 резервуара. Кроме того, направляющий элемент 60 для потока имеет по меньшей мере один проходящий через него канал для потока жидкости, который переносит жидкость из объема 50 резервуара в пространство, внешнее по отношению к резервуару, которое выступает в качестве аэрозольной камеры, где генерируется пар/аэрозоль путем нагрева жидкости. Также направляющий элемент 60 для потока имеет по меньшей мере один другой проходящий через него канал для потока аэрозоля, который переносит генерируемый аэрозоль из пространства аэрозольной камеры в канал 54 для воздушного потока в корпусе 42, так что он доставляется к мундштучному отверстию для вдыхания.The second part of the
Кроме того, направляющий элемент 60 для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала, такого как силикон, чтобы его можно было легко сцепить с корпусом 46 посредством посадки с трением. Кроме того, направляющий элемент для потока имеет гнездо или образование аналогичной формы (не показано) на своей нижней поверхности 62, противоположной верхней поверхности или поверхностям 64, которые сцепляются с корпусом 42. Гнездо принимает и поддерживает атомайзер 70, являющийся третьей частью картомайзера 40.In addition, the
Атомайзер 70 имеет удлиненную форму с первым концом 72 и вторым концом 74, расположенными противоположно друг другу относительно его длины. В собранном картомайзере атомайзер установлен так, что его первый конец 72 вставляется в гнездо направляющего элемента 60 для потока в направлении к корпусу 42 резервуара. Таким образом, первый конец 72 поддерживается направляющим элементом 60 для потока, а атомайзер 70 проходит в продольном направлении наружу от резервуара по существу вдоль продольной оси, задаваемой частями корпуса 42 концентрической формы. Второй конец 74 атомайзера 70 не закреплен и оставлен свободным. Соответственно, атомайзер 70 поддерживается консольным образом так, что он выступает наружу от внешних границ резервуара. Атомайзер 70 выполняет фитильную функцию и функцию нагрева для образования аэрозоля и может содержать любую из нескольких конфигураций части электрически резистивного нагревателя, выполненной с возможностью выступать в качестве индукционного токоприемника, и пористой части, выполненной с возможностью впитывать жидкость из резервуара вблизи нагревателя.The
Четвертая часть картомайзера 40 представляет собой оболочку или кожух 80. Опять же, в этом примере она имеет круглое поперечное сечение. Она содержит цилиндрическую боковую стенку 81, закрытую необязательной стенкой основания для образования центрального полого пространства или полости 82. Верхний буртик 84 боковой стенки 81 вокруг отверстия 86 имеет такую форму, которая позволяет сцеплять оболочку 80 с частями взаимной формы на направляющем элементе 60 для потока и/или на корпусе 42 резервуара, так что оболочка 80 может быть присоединена к направляющему элементу 60 для потока или к корпусу 42 резервуара после того, как атомайзер 70 вставлен в гнездо направляющего элемента 60 для потока. Таким образом, оболочка 80 прямо или опосредованно соединена с корпусом 42 резервуара так, что выступает от него наружу. Направляющий элемент 60 для потока выступает в качестве крышки, закрывающей центральное пространство 82, причем это пространство 82 создает аэрозольную камеру, в которой расположен атомайзер 70. Отверстие 86 обеспечивает сообщение с каналом для потока жидкости и каналом для потока аэрозоля в направляющем элементе 60 для потока, так что жидкость может быть подана в атомайзер, а образовавшийся аэрозоль может быть удален из аэрозольной камеры. Чтобы поток воздуха через аэрозольную камеру проходил через атомайзер 70 и собирал пар так, чтобы его увлекал воздушный поток с образованием аэрозоля, при этом стенка или стенки 81 оболочки 80 имеют одно или несколько отверстий или перфораций, позволяющих втягивать воздух в аэрозольную камеру, когда пользователь осуществляет вдох через мундштучное отверстие картомайзера.The fourth part of the
Оболочка 80 может быть выполнена из пластика, например, путем литья под давлением. Она может быть выполнена из жесткого материала, а затем может легко сцепляться с направляющим элементом для потока путем надавливания или прижатия двух частей друг к другу.The
Как отмечалось выше, направляющий элемент для потока может быть изготовлен из гибкого упругого материала и может удерживать посредством посадки с трением соединенные с ним части, а именно: корпус 42, атомайзер 70 и оболочку 80. Поскольку эти части могут быть более жесткими, гибкость направляющего элемента для потока, которая позволяет ему немного деформироваться при нажатии на эти другие части, компенсирует любые незначительные погрешности в размерах изготовленных частей. Таким образом, направляющая часть для потока может компенсировать производственные допуски всех деталей, обеспечивая при этом качественную сборку деталей в целом для формирования картомайзера 40. Таким образом, требования к изготовлению корпуса 42, атомайзера 70 и оболочки 80 могут быть несколько смягчены, что снижает производственные затраты.As noted above, the flow guide may be made of a flexible elastic material and may hold the parts connected to it, namely the
На фиг. 3 приведен вид в перспективе с вырезом картомайзера, показанного на фиг. 1, в собранной конфигурации. Для ясности направляющий элемент 60 для потока заштрихован. Видно, что направляющий элемент 60 для потока имеет такую форму своих верхних поверхностей, чтобы они сцеплялись вокруг отверстия 52, образованного нижним краем внутренней стенки 48 корпуса 42 резервуара, и чтобы концентрически наружу сцепляться с отверстием 46, ограниченным нижним краем внешней стенки 44 корпуса 42, чтобы герметизировать как пространство 50 резервуара, так и канал 54 для воздушного потока.Fig. 3 is a perspective view with a cutaway of the cartomizer shown in Fig. 1 in an assembled configuration. For clarity, the
Направляющий элемент 60 для потока имеет канал 63 для потока жидкости, который позволяет потоку жидкости L проходить из объема 50 резервуара через направляющий элемент для потока в пространство или объем 65 под направляющим элементом 60 для потока. Кроме того, имеется канал 66 для потока аэрозоля, который позволяет потоку аэрозоля и воздуха A из пространства 65 проходить через направляющий элемент 60 для потока в канал 54 для воздушного потока.The flow guide 60 has a
Оболочка 80 имеет такую форму своего верхнего буртика, чтобы сцепляться с соответствующими частями на нижней поверхности направляющего элемента 60 для потока, чтобы создать аэрозольную камеру 82 по существу за пределами внешних размеров объема резервуара 50 в соответствии с корпусом 42 резервуара. В этом примере оболочка 80 имеет отверстие 87 на своем верхнем конце рядом с направляющим элементом 60 для потока. Оно совпадает с пространством 65, с которым сообщаются канал 63 для потока жидкости и канал 66 для потока аэрозоля, и, следовательно, позволяет жидкости попадать в аэрозольную камеру 82, а аэрозолю выходить из аэрозольной камеры 82 через каналы в направляющем элементе 60 для потока.The
В этом примере отверстие 87 также выступает в качестве гнезда для установки первого, поддерживаемого, конца 74 атомайзера 70 (напомним, что в описании на фиг. 2 гнездо атомайзера было упомянуто как сформированное в направляющем элементе для потока, однако можно использовать любой вариант). Таким образом, жидкость, поступающая через канал 63 для потока жидкости, подается непосредственно к первому концу атомайзера 70 для абсорбции и впитывания, а воздух/аэрозоль может проходить через атомайзер и через канал 66 для потока аэрозоля.In this example, the
В этом примере атомайзер 70 содержит плоскую продолговатую часть из металла 71, которая загнута или изогнута в своей средней точке, чтобы два конца металлической части прилегали друг к другу на первом конце атомайзера 74. Она выступает в качестве нагревательного элемента атомайзера 70. Участок из хлопка или другого пористого материала 73 расположен между двумя загнутыми сторонами металлической части. Он выступает в качестве фитильного элемента атомайзера 70. Жидкость, поступающая в пространство 65, собирается за счет впитывающей способности пористого материала 73 фитиля и переносится вниз к нагревателю. Также возможны многие другие конструкции удлиненного атомайзера, подходящие для консольного монтажа, и могут использоваться вместо вышеприведенной.In this example, the
Компонент нагревателя предназначен для индукционного нагрева, как будет описано ниже.The heater component is designed for induction heating as described below.
Пример на фиг. 2 и 3 имеет детали, обладающие по существу круговой симметрией в плоскости, ортогональной продольному размеру собранного картомайзера. Следовательно, для деталей не требуется какая-либо ориентация в плоскостях, в которых их соединяют друг с другом, что может упростить изготовление. Детали могут быть собраны вместе в любой ориентации относительно продольной оси, поэтому нет необходимости размещать детали в определенной ориентации перед сборкой. Однако это необязательно, и детали могут иметь альтернативную форму.The example in Figs. 2 and 3 has parts that are substantially circularly symmetrical in a plane orthogonal to the longitudinal dimension of the assembled cartomizer. Consequently, the parts do not require any orientation in the planes in which they are connected to each other, which may simplify manufacturing. The parts may be assembled together in any orientation relative to the longitudinal axis, so there is no need to place the parts in a specific orientation before assembly. However, this is not necessary, and the parts may have alternative shapes.
На фиг. 4 показано поперечное сечение еще одного примера собранного картомайзера, содержащего корпус резервуара, направляющий элемент для потока, атомайзер и корпус, как и раньше. Однако в этом примере в плоскости, ортогональной продольной оси картомайзера 40, по меньшей мере некоторые из деталей имеют овальную форму вместо круглой формы и расположены так, чтобы иметь симметрию вдоль большой оси и малой оси овала. Признаки отражаются по обе стороны от большой оси и по обе стороны от малой оси. Это означает, что для сборки детали могут иметь любую из двух ориентаций, повернутых друг относительно друга на 180° вокруг продольной оси. Опять же, сборка упрощается по сравнению с системой, состоящей из деталей, не имеющих симметрии.Fig. 4 shows a cross-section of another example of an assembled cartomizer, comprising a reservoir housing, a flow guide, an atomizer and a housing, as before. However, in this example, in a plane orthogonal to the longitudinal axis of the
В этом примере оболочка 80 снова содержит боковую стенку 81, которая сформирована так, чтобы иметь различное поперечное сечение в разных точках вдоль продольной оси корпуса, и стенку 83 основания, ограничивающую пространство, которое создает аэрозольную камеру 82. К своему верхнему концу оболочка расширяется до большого поперечного сечения, чтобы обеспечить место для размещения направляющего элемента 60 для потока. Часть оболочки 80 с большим поперечным сечением имеет в целом овальное поперечное сечение (см. фиг. 4(B)), в то время как часть с более узким поперечным сечением оболочки имеет в целом круглое поперечное сечение (см. фиг. 4(C)). Верхний буртик 84 кожуха вокруг верхнего отверстия 86 имеет форму, соответствующую форме корпуса 42 резервуара. Эта форма и сцепление показаны на фиг. 4 в упрощенном виде; в действительности, она, вероятно, будет более сложной, чтобы обеспечить достаточно воздухонепроницаемое и непроницаемое для жидкости соединение. Оболочка 80 имеет по меньшей мере одно отверстие 85, в данном случае в стенке 83 основания, чтобы позволить воздуху попадать в аэрозольную камеру во время вдоха пользователя.In this example, the
Корпус 42 резервуара имеет другую форму по сравнению с примером, показанным на фиг. 2 и 3. Внешняя стенка 44 ограничивает внутреннее пространство, которое разделено на три области двумя внутренними стенками 48. Области расположены бок о бок. Центральная область между двумя внутренними стенками 48 представляет собой объем 50 резервуара для удерживания жидкости. Эта область закрыта сверху верхней стенкой корпуса. Отверстие 46 в основании объема резервуара позволяет подавать жидкость из резервуара 50 в аэрозольную камеру 82. Две боковые области между внешней стенкой 44 и внутренними стенками 48 представляют собой каналы 54 для воздушного потока. Каждый из них имеет отверстие 52 на нижнем конце для входа аэрозоля и мундштучное отверстие 56 на верхнем конце (как и раньше, отдельная мундштучная часть может быть добавлена снаружи к корпусу 42 резервуара).The
Направляющий элемент 60 для потока (заштрихованный для ясности) входит в нижнюю кромку корпуса 42, сцепляясь соответствующими участками с отверстиями 46 и 52 в корпусе 42 для закрытия/герметизации объема 50 резервуара и каналов 54 для потока воздуха. Направляющий элемент 60 для потока имеет один расположенный по центру канал 63 для потока жидкости, совмещенный с отверстием 46 объема резервуара, для передачи жидкости L из резервуара в аэрозольную камеру 82. Кроме того, имеется два канала 66 для потока аэрозоля, каждый из которых проходит от входа в аэрозольную камеру 82 к выходу в каналы 54 для потока воздуха, по которым протекает воздух, поступающий в аэрозольную камеру через отверстие 85 и увлекающий пар из аэрозольной камеры 82 в каналы 54 для воздушного потока к выходным мундштучным отверстиям 56.The flow guide 60 (shaded for clarity) enters the lower edge of the
Атомайзер 70 устанавливают путем вставки его первого конца 72 в канал 63 для потока жидкости направляющего элемента 60 для потока. Следовательно, в этом примере канал 63 для потока жидкости выступает в качестве гнезда для консольной установки атомайзера 70. Таким образом, на первый конец 72 атомайзера 70 напрямую подается жидкость, поступающая в канал 60 для потока жидкости из резервуара 50, при этом жидкость забирается за счет пористых свойств атомайзера 70 и втягивается по длине атомайзера для нагрева посредством нагревательной части атомайзера 70 (не показана), которая расположена в аэрозольной камере 70.The
На фиг. 4(A), (B) и (C) показаны поперечные сечения картомайзера 40 в соответствующих местах вдоль продольной оси картомайзера 40.Fig. 4(A), (B) and (C) show cross-sections of the
Хотя аспекты изобретения относятся к атомайзерам, в которых нагревательный аспект реализуется посредством резистивного нагрева, который требует выполнения электрических соединений с нагревательным элементом для прохождения тока, конструкция картомайзера особенно соответствует использованию индукционного нагрева. Это процесс, при котором электропроводящий элемент, обычно выполненный из металла, нагревается за счет электромагнитной индукции с помощью вихревых токов, протекающих в элементе, который выделяет тепло. Индукционная катушка (рабочая катушка) работает как электромагнит, когда через нее пропускается высокочастотный переменный ток от генератора; это создает магнитное поле. Если проводящий элемент находится в потоке магнитного поля, поле проникает в элемент и индуцирует электрические вихревые токи. Они протекают в элементе и генерируют тепло в соответствии с протеканием тока против электрического сопротивления элемента за счет джоулева нагрева, точно так же, как тепло создается в резистивном электронагревательном элементе путем прямой подачи тока. Привлекательной особенностью индукционного нагрева является отсутствие необходимости в электрическом подключении к проводящему элементу; вместо этого требуется, чтобы в области, занимаемой объектом, создавалась достаточная плотность магнитного потока. В контексте систем подачи пара, где требуется тепловыделение вблизи жидкости, это выгодно, поскольку может быть осуществлено более эффективное разделение жидкости и электрического тока. В предположении, что в картомайзере нет других элементов, питаемых электрическом, нет необходимости в каком-либо электрическом соединении между картомайзером и его питающей частью, при этом стенка картомайзера может обеспечить более эффективный барьер для жидкости, уменьшая вероятность утечки.Although aspects of the invention relate to atomizers in which the heating aspect is realized by means of resistive heating, which requires making electrical connections to the heating element for the passage of current, the design of the cartomizer is particularly suitable for the use of induction heating. This is a process in which an electrically conductive element, usually made of metal, is heated by electromagnetic induction using eddy currents flowing in the element that generates heat. An induction coil (working coil) works as an electromagnet when a high-frequency alternating current from a generator is passed through it; this creates a magnetic field. If the conductive element is in the flow of the magnetic field, the field penetrates the element and induces electrical eddy currents. These flow in the element and generate heat in accordance with the flow of current against the electrical resistance of the element due to Joule heating, in the same way as heat is created in a resistive electric heating element by direct application of current. An attractive feature of induction heating is the lack of need for an electrical connection to the conductive element; instead, it requires that sufficient magnetic flux density be created in the area occupied by the object. In the context of vapor delivery systems, where heat generation is required near the liquid, this is advantageous because more efficient separation of the liquid and the electric current can be achieved. Assuming that there are no other electrically powered components in the cartomizer, there is no need for any electrical connection between the cartomizer and its power supply, and the cartomizer wall can provide a more effective barrier to the liquid, reducing the likelihood of leakage.
Индукционный нагрев эффективен для прямого нагрева электропроводящего предмета, как описано выше, но также может быть использован для косвенного нагрева непроводящего предмета. В системе подачи пара необходимо обеспечить теплом жидкость в пористой капиллярной части атомайзера, чтобы вызвать ее испарение. Для непрямого нагрева посредством индукции электропроводящий элемент помещают рядом с предметом, который требуется нагреть, или в контакте с ним, а также между рабочей катушкой и предметом, который должен быть нагрет. Рабочая катушка нагревает проводящий элемент непосредственно за счет индукционного нагрева, и тепло передается за счет теплового излучения или теплопроводности непроводящему элементу. В этом устройстве проводящий элемент называется токоприемником. Следовательно, в атомайзере нагревательный компонент может быть выполнен из электропроводящего материала (обычно металла), который используется в качестве индукционного токоприемника для передачи тепловой энергии к пористой части атомайзера.Induction heating is effective for direct heating of an electrically conductive object as described above, but can also be used for indirect heating of a non-conductive object. In a vapor delivery system, it is necessary to provide heat to the liquid in the porous capillary portion of the atomizer to cause it to evaporate. For indirect heating by induction, an electrically conductive element is placed near or in contact with the object to be heated, and between the working coil and the object to be heated. The working coil heats the conductive element directly by induction heating, and the heat is transferred by thermal radiation or conduction to the non-conductive element. In this device, the conductive element is called a susceptor. Therefore, in an atomizer, the heating component can be made of an electrically conductive material (usually metal), which is used as an induction susceptor to transfer thermal energy to the porous portion of the atomizer.
На фиг. 5 показано сильно упрощенное схематическое изображение системы подачи пара, содержащей картомайзер 40 в соответствии с примерами настоящего изобретения и компонент 20 питания, предназначенный для осуществления индукционного нагрева. Картомайзер 40 может быть таким, как показано в примерах на фиг. 2, 3 и 4 (хотя другие устройства не исключены), и показан в общих чертах только для простоты. Картомайзер 40 содержит атомайзер 70, в котором нагрев получается за счет индукционного нагрева, так что функцию нагрева обеспечивает токоприемник (не показан). Атомайзер 70 расположен в нижней части картомайзера 40, окружен оболочкой 80, которая предназначена не только для образования аэрозольной камеры, но также для обеспечения степени защиты атомайзера 70, который может быть относительно уязвим к повреждениям из-за его консольного крепления. Однако консольный монтаж атомайзера 70 обеспечивает эффективный индукционный нагрев, поскольку атомайзер 70 может быть вставлен во внутреннее пространство катушки 90, в частности, резервуар расположен вдали от внутреннего пространства рабочей катушки 90. Следовательно, питающий компонент 20 содержит выемку 22, в которую помещается оболочка 80 картомайзера 40, когда картомайзер 40 соединяется с компонентом питания для использования (посредством, например, фрикционной посадки, зажимного действия, винтовой резьбы или магнитного замка). Индукционная рабочая катушка 90 расположена в компоненте 20 питания так, чтобы окружать выемку 22, причем катушка 90 имеет продольную ось, вдоль которой проходят отдельные витки катушки, и длину, которая по существу соответствует длине токоприемника, так что катушка 90 и токоприемник перекрываются, когда картомайзер 40 и питающий компонент 20 соединены друг с другом. В других вариантах осуществления изобретения длина катушки может по существу не соответствовать длине токоприемника, например, длина токоприемника может быть меньше, чем длина катушки, или длина токоприемника может быть больше, чем длина катушки. Таким образом, токоприемник находится внутри магнитного поля, создаваемого катушкой 90. Если элементы расположены так, чтобы разделение между токоприемником и окружающей катушкой было минимальным, то магнитный поток, воздействующий на токоприемник, может быть выше, а эффект нагрева будет более эффективным. Однако разделение по меньшей мере частично определяется шириной аэрозольной камеры, образованной оболочкой 80, размер которой должен быть таким, чтобы обеспечить адекватный поток воздуха над атомайзером и избежать захвата капель жидкости. Следовательно, эти два требования должны быть сбалансированы друг с другом при определении размеров и расположения различных элементов.Fig. 5 shows a highly simplified schematic illustration of a vapor supply system comprising a
Компонент 20 питания содержит батарею 5 для подачи электроэнергии для питания катушки 90 с соответствующей частотой переменного тока. Кроме того, имеется контроллер 28 для управления подачей энергии, когда требуется образование пара, и, возможно, для обеспечения других функций управления для системы подачи пара, которые здесь не рассматриваются. Компонент питания также может включать в себя другие части, которые не показаны и не имеют отношения к настоящему обсуждению.The
Пример на фиг. 5 представляет собой линейно расположенную систему, в которой компонент 20 питания и картомайзер 40 соединены встык, чтобы получить форму ручки.The example in Fig. 5 is a linearly arranged system in which the
На фиг. 6 показано упрощенное схематическое представление альтернативной конструкции, в которой картомайзер 40 представляет собой мундштук для конструкции, больше похожей на коробку, в которой батарея 5 расположена в компоненте 20 питания с одной стороны картомайзера 40. Возможны и другие конструкции.Fig. 6 shows a simplified schematic representation of an alternative design in which the
Оболочка 80 включена в картомайзер для выполнения ряда функций. К ним относится защита атомайзера 70, который потенциально уязвим для повреждения из-за его консольного крепления, используемого для улучшения индукционной связи между атомайзером 70 и индукционной рабочей катушкой системы подачи пара. Оболочка также частично или полностью ограничивает аэрозольную камеру вокруг атомайзера, в которой образуется аэрозоль на основе испарения жидкости атомайзером и потока поступающего воздуха через корпус. Если корпус полностью или частично закрыт на нижнем конце (например, торцевой стенкой), он может выступать в качестве отстойника для сбора жидкости. Это может уменьшить утечку свободной жидкости из картомайзера в том случае, если какая-либо жидкость выходит из резервуара, не попадая в пористую часть атомайзера, или если свободная жидкость образуется в аэрозольной камере из-за конденсации пара.The
Корпус может включать в себя любые признаки, относящиеся к выполнению этих и других функций.The body may include any features related to the performance of these and other functions.
Как описано выше, оболочка может иметь элементы особой формы на своем верхнем буртике, которые взаимодействуют с элементами соответствующей формы на другой части картомайзера, в частности на корпусе резервуара или направляющем элементе для потока или, возможно, с обеими этими деталями. Например, оболочка может иметь один или несколько фланцев или подобных выступающих элементов, которые входят в выемки аналогичной формы и размера на корпусе или направляющем элементе для потока или наоборот, так что две детали могут быть прижаты друг к другу с защелкиванием. В качестве альтернативы, если области зацепления имеют круглое поперечное сечение, детали могут быть соединены с использованием винтовой резьбы, но это менее привлекательно с точки зрения простоты сборки во время изготовления картомайзера.As described above, the shell may have specially shaped features on its upper flange that interact with correspondingly shaped features on another part of the cartomizer, in particular on the reservoir body or the flow guide, or possibly with both of these parts. For example, the shell may have one or more flanges or similar protruding features that fit into recesses of a similar shape and size on the body or the flow guide, or vice versa, so that the two parts can be pressed together in a snap-fitting manner. Alternatively, if the engagement areas have a circular cross-section, the parts may be connected using a screw thread, but this is less attractive from the point of view of ease of assembly during manufacture of the cartomizer.
Может быть желательно запретить пользователю пополнять резервуар после того, как жидкость израсходована, с целью повторного использования картомайзера. Это может иметь место, например, из соображений безопасности. Соответственно, в некоторых примерах элементы особой формы, с помощью которых оболочку соединяют, сцепляют или иным образом прикрепляют к корпусу резервуара или направляющему элементу для потока, могут быть выполнены с возможностью предотвращения такого повторного использования. Другими словами, форму конфигурируют либо для предотвращения легкого снятия оболочки после того, как она была соединена с остальной частью картомайзера во время производства, либо для предотвращения повторного соединения оболочки с остальной частью картомайзера, если пользователю удастся удалить ее, либо и для того, и для другого. Например, взаимодействующие элементы могут иметь такую форму, чтобы детали можно было легко прижать друг к другу, но не позволять их разъединять. Например, форма может иметь наклон внутрь в направлении соединения, но включать в себя элементы с зазубринами, которые препятствуют вытягиванию в наружном направлении для разделения. В качестве альтернативы или в дополнение форма может быть такой, что фигурные элементы ломаются, разрываются, трескаются, деформируются или иным образом повреждаются под действием тянущего усилия, прилагаемого при попытке отделить оболочку от остальной части картомайзера, так что оболочка не может быть присоединена заново. В элементы формы могут быть включены специально истонченные или иным образом хрупкие участки, чтобы способствовать структурному разрушению такого рода.It may be desirable to prevent the user from refilling the reservoir after the liquid has been used up, in order to reuse the cartomizer. This may be the case, for example, for safety reasons. Accordingly, in some examples, the specially shaped elements by which the shell is connected, interlocked or otherwise attached to the reservoir body or the flow guide may be configured to prevent such reuse. In other words, the shape is configured either to prevent the shell from being easily removed after it has been connected to the rest of the cartomizer during manufacture, or to prevent the shell from being reconnected to the rest of the cartomizer if the user manages to remove it, or both. For example, the interacting elements may be shaped such that the parts can be easily pressed together, but do not allow them to be separated. For example, the shape may be inclined inward in the direction of the connection, but include elements with serrations that prevent pulling outward for separation. Alternatively or in addition, the shape may be such that the shaped elements break, tear, crack, deform or otherwise become damaged by the pulling force applied when attempting to separate the shell from the rest of the cartomizer, such that the shell cannot be reattached. Intentionally thinned or otherwise brittle areas may be included in the shape elements to facilitate this type of structural failure.
На фиг. 7 показан упрощенный вид в разрезе части оболочки, соединенной с корпусом резервуара посредством соединения, имеющего форму, обеспечивающую разрушение для предотвращения повторного использования. Корпус 42 резервуара на своей нижней кромке имеет наклоненный внутрь и вверх соединительный фланец 92. Оболочка 80 на своем верхнем крае или кромке 84 имеет наклоненный вниз и наружу соединительный фланец 94. Материалы двух фланцев 42, 80 таковы, что допускают небольшое изгибание, так что соединительные фланцы 92, 94 могут деформироваться в достаточной степени, чтобы скользить друг по другу и возвращаться в исходное положение, когда оболочку 80 надевают на корпус 42 резервуара или вставляют в него, тем самым соединяя или связывая оболочку 80 с корпусом 42. Наклон соединительных фланцев 92, 94 препятствует вытягиванию наружу для отделения оболочки 80 от корпуса 42 резервуара, так что две детали эффективно защелкнуты вместе. Кроме того, соединительный фланец 94 оболочки имеет область 96 между соединительным фланцем 94 и основной боковой стенкой 81 оболочки 80, которая тоньше, чем прилегающие участки, так что под действием вытягивания для удаления оболочки 80 эта более тонкая область 96 сломается или расколется под действием достаточной разделяющей силы, так что соединительный участок 94 отделится от стенки 81 оболочки, и оболочку нельзя будет повторно соединить или повторно связать с резервуаром 42 после того, как она будет отсоединена.Fig. 7 shows a simplified sectional view of a portion of the shell connected to the tank body by means of a joint shaped to ensure destruction to prevent reuse. The
В качестве альтернативы для предотвращения повторного использования и повторного наполнения, другими словами для обеспечения картомайзера защитой от несанкционированного доступа, оболочка может быть перманентно соединена с корпусом резервуара или направляющим элементом для потока путем приклеивания или сварки (например, ультразвуковой сварки или лазерной сварки), в зависимости от материалов, используемых для различных деталей. Это предотвратит легкое снятие оболочки, так что доступ к внутренней части резервуара для повторного заполнения также будет невозможен.Alternatively, to prevent reuse and refilling, in other words to make the cartomizer tamper-proof, the shell can be permanently bonded to the tank body or flow guide by gluing or welding (e.g. ultrasonic welding or laser welding), depending on the materials used for the various parts. This will prevent the shell from being easily removed, so that access to the inside of the tank for refilling is also impossible.
На фиг. 8 показан упрощенный вид в разрезе части оболочки, соединенной с корпусом резервуара посредством перманентного соединения для предотвращения повторного использования. И корпус 42 резервуара, и оболочка 80 имеет фланец 92, 94 для соединения, как и раньше. Однако в этом случае фланцы 92, 94 не сцепляются друг с другом, как в примере на фиг. 7. Скорее, они имеют такую форму, чтобы каждый имел плоскую поверхность, которая упирается в плоскую поверхность другого фланца, когда оболочку 80 и корпус 42 резервуара сводят вместе. Клей может быть нанесен на одну или обе плоские поверхности, или может быть применена сварка для сплавления плоских поверхностей друг с другом, чтобы создать связь 98 между двумя частями, которая препятствует удалению оболочки 80 из картомайзера.In Fig. 8 there is shown a simplified sectional view of a portion of the shell connected to the reservoir body by means of a permanent connection to prevent reuse. Both the
Ясно, что любые формованные части, включенные для обеспечения возможности соединения оболочки, могут иметь форму, отличную от приведенной в примерах на фиг. 7 и 8, для достижения тех же или подобных эффектов.It will be appreciated that any moulded portions included to enable the shell to be joined may have a shape different from that shown in the examples of Figs. 7 and 8 to achieve the same or similar effects.
В этих различных примерах оболочка представляет собой отдельный компонент, отличный от корпуса резервуара, причем эти два элемента соединяются друг с другом во время изготовления картомайзера. Однако это не является существенным, и в качестве альтернативы оболочка может быть выполнена как единое целое с корпусом резервуара (или, как вариант, с направляющим элементом для потока), например, путем литья под давлением компонента подходящей формы.In these various examples, the shell is a separate component from the reservoir body, with the two elements being joined together during the manufacture of the cartomizer. However, this is not essential, and the shell may alternatively be formed as a single unit with the reservoir body (or, alternatively, with the flow guide element), for example by injection moulding a component of a suitable shape.
Изготовление картомайзера путем сборки различных частей друг с другом требует вставки первого конца атомайзера в гнездо для обеспечения консольного монтажа. Соответственно, в конфигурациях, где оболочка выполнена как единое целое с другой частью картомайзера, во внешней стенке оболочки необходимо отверстие достаточно большое, чтобы позволить установить атомайзер. Оболочка не может быть полностью или целиком закрыта боковой стенкой и нижней стенкой, как в примерах на фиг. 3 и 4, поскольку это не дает доступа для установки атомайзера. Также необходимо включить направляющий элемент для потока. Например, для установки атомайзера в оболочке может отсутствовать нижняя стенка.The manufacture of a cartomizer by assembling various parts together requires inserting the first end of the atomizer into a socket to ensure cantilever mounting. Accordingly, in configurations where the shell is formed as a single unit with another part of the cartomizer, an opening large enough to allow the installation of the atomizer is required in the outer wall of the shell. The shell cannot be completely or entirely closed by a side wall and a bottom wall, as in the examples in Fig. 3 and 4, since this does not provide access for installing the atomizer. A flow guide must also be included. For example, the shell may be missing a bottom wall to install the atomizer.
На фиг. 9 показан схематический вид в разрезе примера картомайзера, в котором оболочка выполнена как единое целое. Корпус 42 резервуара является таким же, как в примере на фиг. 3, с кольцевым резервуаром 50 вокруг центрального прохода 54 для воздушного потока. Однако внешняя боковая стенка 44 корпуса 42 резервуара проходит вниз за пределы места, где вставлен направляющий элемент 60 для потока, чтобы герметично закрыть основание резервуара 50 и канал 54 для воздушного потока. Расширение вниз можно рассматривать как формирование оболочки 80 в этой реализации, которая открыта в основании, но окружает атомайзер 70, установленный в направляющем элементе 60 для потока. Оболочка 80 выполнена в виде юбки, отходящей от края основания корпуса 42 резервуара. Оболочка 80 подобной формы по-прежнему ограничивает аэрозольную камеру 82 вокруг атомайзера 70, а нижняя граница аэрозольной камеры может быть ограничена выемкой в компоненте питания, в который вставляют картомайзер, как на примерах, приведенных на фиг. 5 и 6. В дополнительных вариантах осуществления изобретения корпус 42 может проходить вниз, как показано на фиг. 9, но отдельная оболочка 80, например, такая, как показанная на фиг. 4, может быть соединена с внутренней стенкой корпуса 42. Внутренняя стенка может иметь соответствующую соединительную часть, чтобы обеспечить зацепление отдельной оболочки 80. Расширенные стенки 42 корпуса резервуара могут обеспечивать защиту отдельной оболочки 80 и/или мешать пользователю легко получить доступ к отдельной оболочке 80 (например, путем захвата нижней части оболочки 80 пальцами). Кроме того, удлиненный корпус резервуара может обеспечить более привлекательный и/или знакомый внешний вид картомайзеру 40. В вариантах осуществления изобретения, имеющих расширенный корпус 42 резервуара, секция 20 питания может иметь утопленную часть на своей внешней поверхности, в целом соответствующую местоположению катушки 90, так что, когда картомайзер 40 и секция питания соединяются, корпус секции питания и расширенный корпус резервуара образуют соединение заподлицо.Fig. 9 shows a schematic sectional view of an example of a cartomizer in which the shell is formed as a single piece. The
Следовательно, существует множество способов, которыми оболочка может быть соединена или присоединена к корпусу резервуара для того, чтобы выходить наружу от внешней границы резервуара и окружать атомайзер. Часть оболочки, которая примыкает к корпусу резервуара и с помощью которой обеспечивается расширение, или в которой реализовано расширение, может называться соединительной частью, и, как обсуждалось, это может быть неразъемное соединение или соединение между отдельными компонентами, которые, в свою очередь, могут быть одноразовыми или многоразовыми.Therefore, there are many ways in which the shell can be connected or attached to the body of the tank in order to extend outward from the outer boundary of the tank and surround the atomizer. The part of the shell that is adjacent to the body of the tank and by which expansion is provided or in which expansion is implemented may be called the connecting part, and as discussed, this may be a permanent connection or a connection between separate components, which in turn may be disposable or reusable.
Как описано выше, в частности, со ссылкой на пример на фиг. 3, оболочка может включать в себя гнездо, в которое вставляется атомайзер. В качестве альтернативы гнездо может быть выполнено в направляющем элементе для потока который, в свою очередь, расположен соответствующим образом по отношению к оболочке для консольного размещения атомайзера. Гнездо поддерживает атомайзер, так что компонент или часть компонента, в которой выполнено гнездо, можно рассматривать как опорную часть. Следовательно, опорная часть может содержаться в оболочке в том смысле, что она образована как одно целое с оболочкой, или может быть отдельным компонентом, таким как направляющий элемент для потока, который соединен с оболочкой или с корпусом.As described above, in particular with reference to the example in Fig. 3, the shell may include a seat in which the atomizer is inserted. Alternatively, the seat may be formed in a flow guide element which, in turn, is arranged in a corresponding manner with respect to the shell for cantilevered placement of the atomizer. The seat supports the atomizer, so that the component or part of the component in which the seat is formed may be considered as a support part. Therefore, the support part may be contained in the shell in the sense that it is formed as a single unit with the shell, or may be a separate component, such as a flow guide element, which is connected to the shell or to the housing.
Для обеспечения необходимого потока воздуха через картомайзер, посредством которого воздух проходит через атомайзер и дальше и собирает образующийся пар с образованием аэрозоля для доставки пользователю через канал для воздушного потока из картомайзера, необходимо, чтобы воздух попадал в аэрозольную камеру, ограниченную оболочкой. Соответственно, оболочка не должна создавать воздухонепроницаемую среду, когда она соединена с корпусом резервуара. В стенке или стенках оболочки должно быть по меньшей мере одно отверстие, через которое воздух втягивается внутрь оболочки, когда пользователь осуществляет вдох через выходное мундштучное отверстие картомайзера. Существует несколько способов создания отверстия для впуска воздуха.In order to provide the necessary air flow through the cartomizer, by which air passes through the atomizer and beyond and collects the resulting vapor to form an aerosol for delivery to the user through the airflow channel from the cartomizer, it is necessary for air to enter the aerosol chamber defined by the shell. Accordingly, the shell must not create an airtight environment when connected to the body of the tank. There must be at least one opening in the wall or walls of the shell through which air is drawn into the shell when the user inhales through the mouthpiece outlet of the cartomizer. There are several ways to create an air inlet opening.
В примере на фиг. 9 оболочка, сформированная как единое целое с корпусом резервуара, не имеет стенки основания, так что атомайзер и направляющий элемент для потока могут быть расположены внутри картомайзера. Соответственно, отсутствие стенки основания образует в стенке оболочки большое отверстие для забора воздуха. Этот подход также можно использовать в примерах, где оболочка представляет собой отдельный компонент, соединенный с корпусом резервуара; открытое основание не ограничено оболочкой, сформированной как единое целое.In the example of Fig. 9, the shell formed as a single unit with the tank body has no base wall, so that the atomizer and the flow guide can be located inside the cartomizer. Accordingly, the absence of the base wall creates a large air intake hole in the shell wall. This approach can also be used in examples where the shell is a separate component connected to the tank body; the open base is not limited to the shell formed as a single unit.
В примерах, где оболочка имеет стенку основания, отверстия могут быть в стенке основания. Стенка основания является эффективным местом для забора воздуха, поскольку она позволяет воздуху проходить по всей продольной длине атомайзера, чтобы собиралось максимальное количество пара.In examples where the shell has a base wall, the holes may be in the base wall. The base wall is an effective air intake location because it allows air to flow along the entire longitudinal length of the atomizer to collect the maximum amount of vapor.
На фиг. 10 показан вид сбоку в разрезе оболочки 80, содержащей три отверстия 85 в стенке 83 основания. В стенке основания можно сделать любое количество отверстий; например, в примере на фиг. 4 имеется одно отверстие 85. В качестве альтернативы или в дополнение, в боковой стенке 81 оболочки 80 могут быть выполнены отверстия 85, как показано на фиг.10. Расположение отверстий 85 в нижней части боковой стенки 81 или по направлению к ней позволяет втянутому воздуху проходить длинный путь через аэрозольную камеру для максимального сбора пара.Fig. 10 shows a side sectional view of the
Если в оболочке отсутствует стенка основания или имеются отверстия значительного размера (а именно, размера, который позволяет жидкости беспрепятственно протекать через отверстия) в ее стенке основания или боковой стенке, то оболочка может дать протечку любой свободной жидкости, которая попадает внутрь оболочки либо из резервуара, либо из-за конденсации пара/аэрозоля. Чтобы уменьшить такую утечку, отверстия могут иметь различную конфигурацию.If the enclosure has no base wall or has significant openings (i.e., openings that allow liquid to flow through the openings unimpeded) in its base wall or side wall, the enclosure may leak any free liquid that enters the enclosure either from the reservoir or from vapor/aerosol condensation. To reduce such leakage, openings may be configured in various ways.
Например, отверстия в стенке(ах) оболочки могут быть выполнены достаточно маленькими, чтобы они были проницаемыми для воздуха, чтобы позволить потоку воздуха проходить внутрь, но по существу непроницаемыми для жидкости, чтобы препятствовать выходящему потоку жидкости (которая представляет собой утечку жидкости). Непроницаемость возникает из-за поверхностного натяжения жидкости. Следовательно, соответствующий размер отверстия в стенке(ах) оболочки будет зависеть от факторов, включающих в себя вязкость жидкости, которой заполнен резервуар. Обычно отверстия могут быть меньше длины капиллярности жидкости, когда ее используют в картомайзере. Более густая или более вязкая жидкость может быть использована с отверстиями большего размера, так что для данного входа для воздуха требуется меньше отверстий. Более жидкая или менее вязкая жидкость должна быть использована с меньшими отверстиями, так что может потребоваться больше отверстий для адекватного уровня всасывания воздуха. Поэтому небольшие отверстия в стенке(ах) оболочки могут быть выполнены в виде множества отверстий и могут рассматриваться как перфорационные отверстия. Отверстия могут быть равномерно распределены по стенкам корпуса или могут быть сконцентрированы по направлению к основанию, аналогично более крупным отверстиям, показанным на фиг. 10.For example, the holes in the wall(s) of the shell may be made small enough to be permeable to air to allow air flow in, but substantially impermeable to liquid to prevent liquid flow out (which is liquid leakage). The impermeability is due to the surface tension of the liquid. Therefore, the appropriate size of the hole in the wall(s) of the shell will depend on factors including the viscosity of the liquid with which the reservoir is filled. Typically, the holes may be smaller than the capillary length of the liquid when used in a cartomizer. A thicker or more viscous liquid may be used with larger holes, so that fewer holes are required for a given air inlet. A thinner or less viscous liquid must be used with smaller holes, so that more holes may be required for an adequate level of air suction. Therefore, the small holes in the wall(s) of the shell may be made in the form of a plurality of holes and may be considered as perforations. The holes may be evenly distributed along the walls of the housing or may be concentrated towards the base, similar to the larger holes shown in Fig. 10.
Кроме того, небольшие отверстия можно сделать более непроницаемыми для жидкости, покрывая их гидрофобным материалом. Таким образом, жидкость отталкивается от отверстий и не вытекает через отверстия. В отверстия также не дают попасть жидкости, чтобы мог поступать воздух и поддерживался требуемый уровень всасывания воздуха.In addition, small holes can be made more impermeable to liquid by covering them with a hydrophobic material. This way, the liquid is repelled from the holes and does not flow out through the holes. The holes are also kept free of liquid so that air can enter and the required level of air suction is maintained.
В качестве альтернативы отверстие или отверстия могут быть выполнены проницаемыми для воздуха и по существу непроницаемыми для жидкости, если они снабжены клапаном, который может открываться, позволяя воздуху поступать в камеру, но оставаться закрытыми против выходящего наружу потока жидкости. Это легко реализовать в контексте картомайзера, поскольку при вдохе в системе подачи пара воздух втягивается в требуемом направлении внутрь. Следовательно, когда пользователь осуществляет вдох, давление воздуха внутри оболочки падает и становится ниже, чем давление воздуха снаружи оболочки, при этом клапан открывается в ответ на эту разницу давлений, позволяя втягивать воздух во внутреннюю часть оболочки с более низким давлением. Напротив, количество жидкости, которое может накапливаться внутри оболочки, будет небольшим, так что внутри оболочки будет недостаточное давление, чтобы клапан открылся наружу и допустил утечку жидкости. Тем не менее, может быть желательно использовать односторонний клапан, который выполнен так, чтобы не открываться наружу, чтобы предотвратить выталкивание жидкости из камеры в случае, если пользователь подует в картомайзер, а не вдохнет.Alternatively, the opening or openings may be permeable to air and substantially impermeable to liquid if they are provided with a valve that can open to allow air to enter the chamber but remain closed against the outward flow of liquid. This is easily achieved in the context of a cartomizer, since inhalation in a vapor delivery system draws air in the desired inward direction. Consequently, when the user inhales, the air pressure inside the shell drops and becomes lower than the air pressure outside the shell, with the valve opening in response to this pressure difference, allowing air to be drawn into the lower pressure interior of the shell. Conversely, the amount of liquid that can accumulate inside the shell will be small, so that there will be insufficient pressure inside the shell to cause the valve to open outward and allow liquid to escape. However, it may be desirable to use a one-way valve that is configured not to open outward, to prevent liquid from being forced out of the chamber if the user blows into the cartomizer rather than inhaling.
Для этой цели можно использовать клапан любого подходящего типа. Однако для обеспечения легкости изготовления и простоты конструкции в стенке основания оболочки может быть выполнен клапан путем изготовления стенки основания из эластомерного материала (эластомера) и вырезания в ней клапана. Клапан может иметь простую крестообразную форму, например, с двумя пересекающимися прорезями.Any suitable type of valve may be used for this purpose. However, for ease of manufacture and simplicity of design, a valve may be made in the base wall of the shell by making the base wall of an elastomeric material (elastomer) and cutting the valve into it. The valve may have a simple cross shape, for example with two intersecting slits.
На фиг. 11 показан вид в плане оболочки 80, если смотреть снизу, с клапаном 100, вырезанным в стенке основания. Сегменты 100a клапана 100 могут деформироваться благодаря гибкости эластомерного материала, так что воздух втягивается внутрь при вдохе пользователя. Однако давление какой-либо свободной жидкости, которая может накапливаться внутри корпуса, будет недостаточным, чтобы открыть клапан наружу и позволить жидкости выйти.Fig. 11 shows a plan view of the
В конфигурациях оболочки, в которых нижняя часть эффективно закрыта для выхода жидкости (например, твердая стенка основания, клапан в стенке основания, отверстия, непроницаемые для потока жидкости), можно считать, что оболочка выполняет функцию отстойника. Она может собирать любую свободную жидкость в своей нижней части и не давать ей вытечь наружу из картомайзера. Таким образом, общая утечка из картомайзера и системы подачи пара, в которой используется картомайзер, может быть уменьшена, и можно предотвратить попадание жидкости в компонент питания, где она может повредить электрические компоненты системы подачи пара.In shell configurations where the bottom is effectively sealed to liquid flow (e.g. solid base wall, valve in base wall, holes impermeable to liquid flow), the shell can be considered to act as a sump. It can collect any free liquid in its bottom portion and prevent it from leaking out of the cartomizer. In this way, the overall leakage from the cartomizer and the vapor delivery system in which the cartomizer is used can be reduced, and liquid can be prevented from leaking into the power component where it can damage the electrical components of the vapor delivery system.
Дополнительный подход к минимизации утечки жидкости из картомайзера относится к утечкам, которые могут возникнуть перед использованием картомайзера, в период между заполнением резервуара при производстве и соединением картомайзера с компонентом питания для использования при получении аэрозоля. Если предположить, что соединения между различными частями картомайзера выполнены в значительной степени герметичными, картомайзер имеет места, уязвимые для выхода жидкости, на выходе из мундштука и в любых отверстиях корпуса, как описано выше. Чтобы уменьшить утечку до использования, картомайзер может быть снабжен уплотнениями и т.п., которые закрывают одно или несколько отверстий или проемов и которые могут быть удалены пользователем перед использованием картомайзера.An additional approach to minimizing leakage of liquid from a cartomizer concerns leaks that may occur prior to use of the cartomizer, between filling the reservoir during manufacture and connecting the cartomizer to the power component for use in generating an aerosol. Assuming that the connections between the various parts of the cartomizer are substantially sealed, the cartomizer has locations vulnerable to liquid leakage at the mouthpiece outlet and at any openings in the body, as described above. To reduce leakage prior to use, the cartomizer may be provided with seals or the like that cover one or more openings or apertures and that can be removed by the user prior to use of the cartomizer.
На фиг. 12 показан упрощенный схематический вид сбоку в разрезе типового картомайзера с уплотнениями этого типа. Картомайзер 40 имеет выходное мундштучное отверстие 56 на верхнем конце корпуса 42 резервуара и отверстие 85 для забора воздуха в стенке 83 основания оболочки 80. Каждое из этих отверстий снабжено съемным герметизирующим слоем 102, например, в виде отрывной клейкой этикетки, которую пользователь может удалить. Например, каждый герметизирующий слой 102 может иметь язычок, отрывной язычок, отрывную полосу или отрывную ленту 104 и т.п., с помощью которых можно захватить герметизирующий слой 102 и потянуть для удаления. Такую же конструкцию можно использовать для отверстий 85 в других местах оболочки 80. Если предусмотрено более одного отверстия 85, то для каждого может быть предусмотрен отдельный герметизирующий слой 102. В качестве альтернативы герметизирующий слой может быть нанесен не на все отверстия и выпускное отверстие, а, например, только на отверстия в оболочке. В примерах, где используется более одного герметизирующего слоя, может использоваться общий отрывной язычок/отрывная полоса, общая для всех герметизирующих слоев, с помощью которой все герметизирующие слои могут быть удалены с помощью одного вытягивающего действия.Fig. 12 shows a simplified schematic side view in section of a typical cartomizer with seals of this type. The
На фиг. 13 показан упрощенный схематический вид сбоку в разрезе типового картомайзера с альтернативной герметизирующей конструкцией. В этом примере единственный герметизирующий слой 102 с язычком 104 закрывает как отверстие 85 оболочки, так и выпускное мундштучное отверстие 56 (и приклеен к промежуточным частям поверхности картомайзера). Таким образом, все отверстия могут быть открыты для использования путем удаления одного герметизирующего слоя, что может быть более удобным для пользователя и обеспечивает должную подготовку картомайзера к использованию, поскольку невозможно удалить не все уплотнения.Fig. 13 shows a simplified schematic side sectional view of a typical cartomizer with an alternative sealing design. In this example, a
При желании можно использовать герметизирующие слои без язычков.If desired, sealing layers without tabs can be used.
Как описано, во время использования системы подачи пара для получения аэрозоля воздух втягивается в камеру для сбора пара, генерируемого атомайзером в аэрозольной камере, чтобы увлекать пар потоком воздуха для доставки аэрозоля к выпускному мундштучному отверстию. Сбор пара потоком воздуха и образование аэрозоля можно улучшить, если поток воздуха будет менее плавным.As described, when using the vapor delivery system to produce aerosol, air is drawn into the vapor collection chamber generated by the atomizer in the aerosol chamber to entrain the vapor with the air flow to deliver the aerosol to the mouthpiece outlet. The collection of vapor by the air flow and the formation of aerosol can be improved if the air flow is less smooth.
На фиг. 14 показан упрощенный схематический вид сбоку оболочки, выполненной с возможностью улучшенного образования аэрозоля за счет возмущенного воздушного потока. Оболочка 80 может быть выполнена в соответствии с любым предыдущим примером или сконфигурирована иным образом в соответствии с описанными в этом документе признаками. Как и прежде, она имеет внешнюю боковую стенку 81. В этом примере внутренняя поверхность 81а внешней боковой стенки 81 снабжена поверхностными элементами 106 в виде выпуклостей, гребней, выступов или другого поверхностного рисунка, который нарушает внутреннюю поверхность 81а и препятствует тому, чтобы она была гладкой. Наличие рисунка на поверхности нарушает или иным образом препятствует потоку воздуха между отверстием(ями) 85 и отверстием 86, через которое аэрозоль выходит из аэрозольной камеры. Таким образом, в воздушном потоке создается турбулентность или подобное возмущение. Это увеличивает взаимодействие воздуха с паром в аэрозольной камере для увеличения образования аэрозоля. Размеры поверхностных элементов 106 должны быть такими, чтобы они оказывали заметное влияние на воздушный поток, а также сохраняли достаточное расстояние между атомайзером и внутренней поверхностью 91a, чтобы капли жидкости могли свободно перемещаться вместе с проходящим воздухом. В качестве альтернативы или в дополнение сам атомайзер может иметь поверхностные элементы в виде выпуклостей, гребней, выступов или другого поверхностного рисунка, который нарушает поверхность токоприемника. Поток воздуха проходит между внутренней поверхностью оболочки 81 и внешней поверхностью атомайзера, содержащего токоприемник (нагреватель) и/или пористый (фитильный) материал, и, следовательно, любой или все эти компоненты могут включать в себя признаки, которые создают некоторую турбулентность, возмущение или нарушение воздушного потока, когда его втягивают из нижней части оболочки через атомайзер. Такие поверхностные элементы можно рассматривать как препятствующие потоку.Fig. 14 shows a simplified schematic side view of a shell configured to improve aerosol formation due to a disturbed air flow. The
Следовательно, пример осуществления изобретения обеспечивает картридж или картомайзер для системы подачи пара, содержащий: удлиненный атомайзер для испарения аэрозолируемого субстратного материала; оболочку, по меньшей мере частично окружающую удлиненный атомайзер, чтобы образовать аэрозольную камеру вокруг атомайзера; путь воздушного потока через аэрозольную камеру, которая образована между внутренней поверхностью оболочки и внешней поверхностью удлиненного атомайзера вдоль по меньшей мере части продольной протяженности атомайзера; и по меньшей мере один элемент, нарушающий поток, на внутренней поверхности оболочки и/или внешней поверхности удлиненного атомайзера, выполненный с возможностью возмущать поток воздуха вдоль пути воздушного потока.Therefore, an embodiment of the invention provides a cartridge or cartomizer for a vapor supply system, comprising: an elongated atomizer for vaporizing an aerosolizable substrate material; a shell at least partially surrounding the elongated atomizer to form an aerosol chamber around the atomizer; an air flow path through the aerosol chamber, which is formed between the inner surface of the shell and the outer surface of the elongated atomizer along at least a portion of the longitudinal extension of the atomizer; and at least one flow-disturbing element on the inner surface of the shell and/or the outer surface of the elongated atomizer, configured to disturb the air flow along the air flow path.
В заключение, для решения различных задач и развития уровня техники в этом раскрытии на примере показаны различные варианты осуществления, посредством которых можно на практике реализовать изобретение. Преимущества и признаки раскрытия представляют собой всего лишь представительные примеры вариантов осуществления изобретения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для того, чтобы способствовать пониманию и передать идеи заявленного изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, конструкции и/или другие аспекты раскрытия не следует рассматривать как ограничения раскрытия, заданного формулой изобретения или ограничениями на эквиваленты формулы изобретения, и что, не отклоняясь от объема формулы изобретения, можно применять другие варианты осуществления и выполнять модификации. Различные варианты осуществления могут должным образом содержать, состоять из или по существу состоять из различных сочетаний описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д., отличных от описанных в этом документе. Изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные явно, но которые могут быть заявлены в будущем.In conclusion, in order to solve various problems and to develop the state of the art, various embodiments by means of which the invention can be practiced are shown in this disclosure by way of example. The advantages and features of the disclosure are merely representative examples of embodiments of the invention and are not exhaustive and/or exclusive. They are presented only to facilitate understanding and to convey the ideas of the claimed invention. It is understood that the advantages, embodiments, examples, functions, features, structures and/or other aspects of the disclosure should not be considered as limitations of the disclosure defined by the claims or limitations on equivalents of the claims, and that other embodiments can be used and modifications can be made without departing from the scope of the claims. Various embodiments can suitably comprise, consist of or essentially consist of various combinations of the described elements, components, features, parts, steps, means, etc., other than those described herein. The invention can include other inventions not explicitly claimed, but which may be claimed in the future.
Claims (30)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1903538.5 | 2019-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021126950A RU2021126950A (en) | 2023-03-14 |
| RU2826181C2 true RU2826181C2 (en) | 2024-09-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106136331A (en) * | 2016-08-09 | 2016-11-23 | 卓尔悦欧洲控股有限公司 | A kind of nebulizer and electronic cigarette thereof |
| EP3158882A2 (en) * | 2015-10-22 | 2017-04-26 | Shenzhen Smoore Technology Limited | Electronic cigarette and atomizing assembly and atomizing element thereof |
| US9888720B2 (en) * | 2014-05-30 | 2018-02-13 | Shenzhen Smoore Technology Limited | Cartridge for electronic cigarette |
| RU2653675C1 (en) * | 2014-06-09 | 2018-05-11 | Никовенчерс Холдингз Лимитед | Electronic vapour delivery system |
| RU2673580C1 (en) * | 2014-12-11 | 2018-11-28 | Никовенчерс Холдингз Лимитед | Aerosol supply systems |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9888720B2 (en) * | 2014-05-30 | 2018-02-13 | Shenzhen Smoore Technology Limited | Cartridge for electronic cigarette |
| RU2653675C1 (en) * | 2014-06-09 | 2018-05-11 | Никовенчерс Холдингз Лимитед | Electronic vapour delivery system |
| RU2673580C1 (en) * | 2014-12-11 | 2018-11-28 | Никовенчерс Холдингз Лимитед | Aerosol supply systems |
| EP3158882A2 (en) * | 2015-10-22 | 2017-04-26 | Shenzhen Smoore Technology Limited | Electronic cigarette and atomizing assembly and atomizing element thereof |
| CN106136331A (en) * | 2016-08-09 | 2016-11-23 | 卓尔悦欧洲控股有限公司 | A kind of nebulizer and electronic cigarette thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2770767C1 (en) | Atomizer for steam system | |
| JP7435955B2 (en) | Atomizer enclosure for steam supply system | |
| JP7028397B2 (en) | Aerosol sources, vaporizers, liquid transfer elements and vapor supply systems for vapor supply systems | |
| JP7265029B2 (en) | Flow directing member for steam supply system | |
| KR20210011459A (en) | Steam delivery device | |
| KR20140002296U (en) | Source container for atomization and atomizer having the same | |
| US12185760B2 (en) | Component for vapor provision system | |
| RU2826181C2 (en) | Vapour cartridge and vapour system | |
| RU2823148C2 (en) | Flow guide for steam delivery system, reservoir to keep aerosol generating substrate material in steam delivery system, cartridge for steam delivery system and steam delivery system | |
| RU2799807C2 (en) | Component of a vapour providing system | |
| CN116528701A (en) | Vapor generation system | |
| CN121001592A (en) | Aerosol generation system and cylinder for aerosol generation system with liquid leakage mitigation |