Результат интеллектуальной деятельности: ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА И КАРТРИДЖ ДЛЯ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМЫ

Настоящее изобретение относится к картриджу, предназначенному для использования в генерирующей аэрозоль системе и содержащему по меньшей мере один несущий материал, имеющий переменную толщину. Настоящее изобретение также относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей указанный картридж.

В некоторых удерживаемых рукой генерирующих аэрозоль системах, для нагрева источника никотина и летучего соединения, улучшающего доставку, например источника кислоты, используется электрический нагреватель. В этих генерирующих аэрозоль системах испаренные никотин и кислота вступают в реакцию друг с другом в газовой фазе с образованием аэрозоля из частиц никотиновой соли, который вдыхается пользователем.

Различия между концентрациями паров никотина и кислоты в таких системах могут приводить к неблагоприятным последствиям, состоящим в нежелательной стехиометрии реакции или в доставке пользователю избыточного количества реагента, такого как непрореагировавший пар никотина или непрореагировавший пар кислоты. В связи с этим, известны регулирование и балансировка концентраций пара кислоты и пара никотина для получения эффективной стехиометрии реакции за счет разной степени нагрева источника никотина и источника кислоты.

Например, в WO 2014/140230 A1 раскрыто управление образованием аэрозоля из частиц никотиновой соли с помощью генерирующей аэрозоль системы, содержащей генерирующее аэрозоль изделие, содержащее первое отделение, содержащее источник кислоты, и второе отделение, содержащее источник никотина, путем нагрева первого отделения до более низкой температуры, чем температура второго отделения.

Также известно управление и баланс концентрации паров кислоты и паров никотина с получением эффективной стехиометрии реакции, путем изменения объемного расхода воздуха через отделения, содержащие источник никотина и источник кислоты. Например, в WO 2017/108987 A1 указано, что соотношение количеств никотина и молочной кислоты, необходимое для достижения надлежащей стехиометрии реакции, может регулироваться и балансироваться путем изменения объемного расхода воздуха через первое отделение картриджа относительно объемного расхода воздуха через второе отделение картриджа. В WO 2017/108987 A1 указано, что отношение объемного расхода воздуха через первое отделение к объемному расходу воздуха через второе отделение может регулироваться посредством изменения проходного сечения первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа относительно проходного сечения второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа.

Однако авторами настоящего изобретения было выяснено, что другие факторы могут приводить к смещению относительных количеств пара никотина и пара кислоты в сторону удаления от эффективной стехиометрии реакции. Например, известные системы обычно содержат первое отделение, содержащее источник никотина, содержащий первый плоский несущий материал, пропитанный никотином, и второе отделение, содержащее источник кислоты, содержащий второй плоский несущий материал, пропитанный кислотой. Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что вариативность равномерности размеров первого и второго несущих материалов, которая может быть обусловлена, например, технологическими отклонениями, способна влиять на сопротивление затяжке первого и второго отделений, что может нежелательным образом изменять объемный расход воздуха через первое и второе отделения. Нестабильный объемный расход воздуха через первое и второе отделения из-за технологических отклонений может отрицательно влиять на отношение количества пара никотина к количеству пара кислоты. Нестабильный объемный расход воздуха через первое и второе отделения из-за технологических отклонений может приводить к нестабильным ощущениям пользователя в ходе использования множества картриджей.

Было бы желательно обеспечить такой картридж для генерирующей аэрозоль системы для генерирования аэрозоля, содержащего частицы никотиновой соли, в котором было бы уменьшено или ослаблено влияние технологических отклонений размеров несущего материала.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложен картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе для генерирования аэрозоля, содержащего частицы никотиновой соли. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник никотина, содержащий первый несущий материал, пропитанный никотином, причем первое отделение имеет первое впускное отверстие для воздуха и первое выпускное отверстие для воздуха. Первое отделение образует первый тракт потока воздуха, проходящий по первой поверхности первого несущего материала между первым впускным отверстием для воздуха и первым выпускным отверстием для воздуха. Картридж также содержит второе отделение, содержащее источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный кислотой, причем второе отделение имеет второе впускное отверстие для воздуха и второе выпускное отверстие для воздуха. Второе отделение образует второй тракт потока воздуха, проходящий по первой поверхности второго несущего материала между вторым впускным отверстием для воздуха и вторым выпускным отверстием для воздуха. Первое отделение и второе отделение расположены параллельно внутри картриджа. Толщина по меньшей мере одного из первого несущего материала и второго несущего материала изменяется в направлении, проходящем вдоль первого тракта потока воздуха или второго тракта потока воздуха соответственно.

Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые возможно втягивание воздуха в компонент или часть компонента картриджа.

Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые возможен выпуск воздуха из компонента или участка компонента картриджа.

Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «параллельно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри картриджа таким образом, что при использовании первый поток воздуха, втягиваемый через картридж, поступает в первое отделение через первое впускное отверстие для воздуха, проходит дальше по потоку через первое отделение и выходит из первого отделения через первое выпускное отверстие для воздуха, а второй поток воздуха, втягиваемый через картридж, поступает во второе отделение через второе впускное отверстие для воздуха, проходит дальше по потоку через второе отделение и выходит из второго отделения через второе выпускное отверстие для воздуха. Пар никотина выделяется из источника никотина в первом отделении в первый поток воздуха, втягиваемый через картридж, и пар кислоты выделяется из источника кислоты во втором отделении во второй поток воздуха, втягиваемый через картридж. Пар никотина в первом потоке воздуха вступает в реакцию с паром кислоты во втором потоке воздуха в газовой фазе с образованием аэрозоля из частиц никотиновой соли.

Картриджи согласно настоящему изобретению содержат первый и второй несущие материалы, причем толщина по меньшей мере одного из первого и второго несущих материалов изменяется в направлении, проходящем вдоль первого тракта потока воздуха или второго тракта потока воздуха соответственно.

Авторами настоящего изобретения было выяснено, что использование несущего материала, имеющего переменную толщину вдоль тракта потока воздуха, проходящего по поверхности несущего материала, обеспечивает преимущество, состоящее в уменьшении или ослаблении влияния технологических отклонений на толщину несущего материала по сравнению с известными системами, содержащими несущий материал, имеющий однородную плоскую форму. Иначе говоря, вариативность равномерности толщины несущего материала из-за технологических отклонений имеет уменьшенное или ослабленное влияние на объемный расход воздуха через отделение, содержащее несущий материал, если несущий материал выполнен с переменной толщиной по длине тракта потока воздуха по поверхности несущего материала.

Авторами настоящего изобретения было выяснено, что использование несущего материала, имеющего переменную толщину вдоль тракта потока воздуха, проходящего по поверхности несущего материала, способствует более точному регулированию сопротивления затяжке через отделение, содержащее указанный несущий материал. Более точное регулирование сопротивления затяжке через по меньшей мере одно из первого и второго отделений способствует регулированию соотношения количеств пара никотина и пара кислоты, что, в свою очередь, способствует достижению эффективной стехиометрии реакции.

Предпочтительно, толщина первого несущего материала изменяется в направлении, проходящем вдоль первого тракта потока воздуха, а толщина второго несущего материала изменяется в направлении, проходящем вдоль второго тракта потока воздуха. Благодаря обеспечению каждого из первого и второго несущих материалов с переменной толщиной вдоль длины соответствующего тракта потока воздуха, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности уменьшения или ослабления влияния технологических отклонений толщины несущего материала на объемный расход воздуха через оба из первого и второго отделений.

В вариантах осуществления, в которых первый несущий материал имеет переменную толщину по длине первого тракта потока воздуха, этот первый несущий материал может иметь сужающуюся форму.

В вариантах осуществления, в которых первый несущий материал имеет переменную толщину по длине первого тракта потока воздуха, предпочтительно, по меньшей мере участок первой поверхности первого несущего материала имеет неплоскую форму. Неплоская форма первой поверхности первого несущего материала обеспечивает преимущество, состоящее в возможности оптимизации уменьшения или ослабления влияния технологических отклонений толщины первого несущего материала. По меньшей мере участок первой поверхности первого несущего материала может иметь по меньшей мере одно из следующего: выпуклую форму, вогнутую форму, волнообразную форму, многогранную форму, одно или более углублений и один или более выступов. Первая поверхность первого несущего материала может иметь симметричную форму. Первая поверхность первого несущего материала может иметь асимметричную форму.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере участок первой поверхности первого несущего материала имеет один или более выступов, эти один или более выступов могут иметь любой подходящий размер и форму.

Каждый из указанных одного или более выступов может иметь форму прямоугольного параллелепипеда. Каждый из указанных одного или более выступов может иметь куполообразную форму. Каждый из указанных одного или более выступов может иметь полусферическую форму. Указанные один или более выступов могут быть расположены в виде решетки или матрицы поверх по меньшей мере участка первой поверхности первого несущего материала.

Указанные один или более выступов могут содержать один или более удлиненных гребней. Предпочтительно, указанные один или более удлиненных гребней проходят перпендикулярно по отношению к первому тракту потока воздуха.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере участок первой поверхности первого несущего материала имеет одно или более углублений, эти одно или более углублений могут иметь любой подходящий размер и форму.

Каждое из указанных одного или более углублений может иметь форму прямоугольного параллелепипеда. Каждое из указанных одного или более углублений может иметь форму чаши. Каждое из указанных одного или более углублений может иметь полусферическую форму. Указанные одно или более углублений могут быть расположены в виде решетки или матрицы поверх по меньшей мере участка первой поверхности первого несущего материала.

Указанные одно или более углублений могут содержать одну или более удлиненных канавок. Предпочтительно, указанные одна или более удлиненных канавок проходят перпендикулярно первому тракту потока воздуха.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере участок первой поверхности первого несущего материала имеет многогранную форму, эта многогранная форма может содержать по меньшей мере одно из повышающегося участка и понижающегося участка. В данном контексте термин «повышающийся участок» обозначает участок несущего материала, показывающий линейное увеличение толщины несущего материала в направлении потока воздуха вдоль тракта потока воздуха, проходящего по первой поверхности. В контексте данного документа термин «понижающийся участок» обозначает участок несущего материала, показывающий линейное уменьшение толщины несущего материала в направлении потока воздуха вдоль тракта потока воздуха, проходящего по первой поверхности.

В вариантах осуществления, в которых второй несущий материал имеет переменную толщину по длине второго тракта потока воздуха, этот второй несущий материал может иметь сужающуюся форму.

В вариантах осуществления, в которых второй несущий материал имеет переменную толщину по длине второго тракта потока воздуха, предпочтительно по меньшей мере участок первой поверхности второго несущего материала имеет неплоскую форму. Неплоская первая поверхность второго несущего материала обеспечивает преимущество, состоящее в возможности оптимизации уменьшения или ослабления влияния технологических отклонений толщины второго несущего материала. По меньшей мере участок первой поверхности второго несущего материала может иметь по меньшей мере одно из следующего: выпуклую форму, вогнутую форму, волнообразную форму, многогранную форму, один или более углублений и один или более выступов. Первая поверхность второго несущего материала может иметь симметричную форму. Первая поверхность второго несущего материала может иметь асимметричную форму.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере участок первой поверхности второго несущего материала имеет один или более выступов, эти один или более выступов могут иметь любой подходящий размер и форму.

Каждый из указанных одного или более выступов может иметь форму прямоугольного параллелепипеда. Каждый из указанных одного или более выступов может иметь куполообразную форму. Каждый из указанных одного или более выступов может иметь полусферическую форму. Указанные один или более выступов могут быть расположены в виде решетки или матрицы поверх по меньшей мере участка первой поверхности второго несущего материала.

Указанные один или более выступов могут содержать один или более удлиненных гребней. Предпочтительно, указанные один или более удлиненных гребней проходят перпендикулярно второму тракту потока воздуха.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере участок первой поверхности второго несущего материала имеет одно или более углублений, эти одно или более углублений могут иметь любой подходящий размер и форму.

Каждое из указанных одного или более углублений может иметь форму прямоугольного параллелепипеда. Каждое из указанных одного или более углублений может иметь форму чаши. Каждое из указанных одного или более углублений может иметь полусферическую форму. Указанные одно или более углублений могут быть расположены в виде решетки или матрицы поверх по меньшей мере участка первой поверхности второго несущего материала.

Указанные одно или более углублений могут содержать одну или более удлиненных канавок. Предпочтительно, указанные одна или более удлиненных канавок проходят перпендикулярно второму тракте потока воздуха.

В вариантах осуществления, в которых по меньшей мере участок первой поверхности первого несущего материала имеет многогранную форму, эта многогранная форма может содержать по меньшей мере одно из повышающегося участка и понижающегося участка.

Предпочтительно картридж содержит кожух картриджа, образующий первое отделение и второе отделение. Предпочтительно, первый несущий материал прикреплен к кожуху картриджа на второй поверхности первого несущего материала, а второй несущий материал прикреплен к кожуху картриджа на второй поверхности второго несущего материала.

Предпочтительно, первая поверхность первого несущего материала находится напротив второй поверхности первого несущего материала. Иначе говоря, предпочтительно, первая и вторая поверхности образуют противоположные стороны первого несущего материала. Толщина первого несущего материала проходит между первой и второй поверхностями первого несущего материала.

Предпочтительно, первая поверхность второго несущего материала находится напротив второй поверхности второго несущего материала. Иначе говоря, предпочтительно, первая и вторая поверхности образуют противоположные стороны второго несущего материала. Толщина второго несущего материала проходит между первой и второй поверхностями второго несущего материала.

Каждое из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно или более отверстий. Например, каждое из первого впускного отверстия для воздуха первого отделения картриджа и второго впускного отверстия для воздуха второго отделения картриджа может содержать одно, два, три, четыре, пять, шесть или семь отверстий.

Первое впускное отверстие для воздуха первого отделения картриджа и второе впускное отверстие для воздуха второго отделения картриджа могут содержать одинаковое или разное количество отверстий.

Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «никотин» используется для описания никотина, никотинового основания или никотиновой соли. В вариантах осуществления, в которых первый несущий материал пропитан никотиновым основанием или никотиновой солью, приводимые в данном документе количества никотина представляют собой количество никотинового основания или количество ионизированного никотина соответственно.

Первый несущий материал может быть пропитан жидким никотином или раствором никотина в водном или неводном растворителе.

Первый несущий материал может быть пропитан натуральным никотином или синтетическим никотином.

Первый несущий материал и второй несущий материал могут быть одинаковыми или разными.

Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют плотность от приблизительно 0,1 грамм/кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамм/кубический сантиметр.

Преимущественно первый несущий материал и второй несущий материал имеют пористость от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.

Первый несущий материал и второй несущий материал могут содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлозу, керамику, нержавеющую сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX^®.

Первый несущий материал служит резервуаром для никотина.

Предпочтительно, первый несущий материал химически инертен по отношению к никотину.

Предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 50 миллиграмм.

Предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм. Более предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 6 миллиграмм до приблизительно 20 миллиграмм. Наиболее предпочтительно, источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 18 миллиграмм.

Предпочтительно, первое отделение картриджа может также содержать ароматизатор. Подходящие ароматизаторы включают, без ограничения, ментол.

Предпочтительно, первый несущий материал может быть пропитан ароматизатором в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 12 миллиграмм.

Предпочтительно, кислота, которой пропитан второй несущий материал, представляет собой карбоновую кислоту. Предпочтительно, кислота представляет собой молочную кислоту.

Предпочтительно, источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 2 миллиграмм до приблизительно 60 миллиграмм.

Предпочтительно источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 5 миллиграмм до приблизительно 50 миллиграмм. Более предпочтительно, источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 40 миллиграмм. Наиболее предпочтительно, источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 10 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм.

Форма и размеры первого отделения картриджа могут быть выбраны для обеспечения возможности размещения требуемого количества никотина в картридже.

Форма и размеры второго отделения картриджа могут быть выбраны для обеспечения возможности размещения требуемого количества кислоты в картридже.

Первое отделение и второе отделение имеют по существу одинаковые форму и размер.

Предпочтительно, картридж представляет собой удлиненный картридж. В вариантах осуществления, в которых картридж представляет собой удлиненный картридж, первое отделение и второе отделение картриджа могут быть расположены симметрично относительно продольной оси картриджа.

Картридж может иметь любую подходящую форму. Например, картридж может быть по существу цилиндрическим.

Картридж может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Например, форма поперечного сечения картриджа может быть круглой, полукруглой, эллиптической, треугольной, квадратной, прямоугольной или трапециевидной.

Картридж может иметь любой подходящий размер.

Например, картридж может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров. Предпочтительно, картридж может иметь длину от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров.

Например, картридж может иметь ширину от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров и высоту от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Предпочтительно, картридж может иметь ширину от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров и высоту от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров.

Используемые в данном документе применительно к настоящему изобретению термины «ближний», «дальний», «ближе по потоку» и «дальше по потоку» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов картриджа и генерирующей аэрозоль системы.

Генерирующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению содержит ближний конец, через который во время использования аэрозоль из частиц никотиновой соли выходит из генерирующей аэрозоль системы для доставки пользователю. Ближний конец может также именоваться мундштучным концом. При использовании пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце генерирующей аэрозоль системы с целью вдыхания аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой. Указанная генерирующая аэрозоль система содержит дальний конец, противоположный ближнему концу.

При осуществлении пользователем затяжки на ближнем конце генерирующей аэрозоль системы, воздух втягивается в генерирующую аэрозоль систему, проходит через картридж и выходит из генерирующей аэрозоль системы на ее ближнем конце. Компоненты или участки компонентов генерирующей аэрозоль системы могут быть описаны как расположенные ближе по потоку или расположенные дальше по потоку относительно друг друга, на основе их относительного расположения между ближним концом и дальним концом генерирующей аэрозоль системы.

Первое выпускное отверстие для воздуха в первом отделении картриджа расположено на ближнем конце первого отделения картриджа. Первое впускное отверстие для воздуха в первом отделении картриджа расположено ближе по потоку относительно первого выпускного отверстия для воздуха в первом отделении картриджа. Второе выпускное отверстие для воздуха во втором отделении картриджа находится на ближнем конце второго отделения картриджа. Второе впускное отверстие для воздуха во втором отделении картриджа расположено ближе по потоку относительно второго выпускного отверстия для воздуха во втором отделении картриджа.

Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «продольный» используется для описания направления между ближним концом и противоположным дальним концом картриджа или генерирующей аэрозоль системы, а термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.

Предпочтительно, картридж содержит часть в виде корпуса и один или более торцевых колпачков.

Картридж может содержать часть в виде корпуса и дальний торцевой колпачок.

Картридж может содержать часть в виде корпуса и ближний торцевой колпачок.

Картридж может содержать часть в виде корпуса, дальний торцевой колпачок и ближний торцевой колпачок.

В вариантах осуществления, в которых картридж содержит дальний торцевой колпачок, в этом дальнем торцевом колпачке могут быть выполнены одно или более отверстий, образующих первое впускное отверстие для воздуха в первом отделении картриджа, и одно или более отверстий, образующих второе впускное отверстие для воздуха во втором отделении картриджа.

В вариантах осуществления, в которых картридж содержит ближний торцевой колпачок, в этом ближнем торцевом колпачке могут быть выполнены одно или более отверстий, образующих первое выпускное отверстие для воздуха в первом отделении картриджа, и одно или более отверстий, образующих второе выпускное отверстие для воздуха во втором отделении картриджа.

В вариантах осуществления, в которых картридж содержит кожух картриджа, предпочтительно, этот кожух картриджа содержит основную часть и один или более торцевых колпачков.

Кожух картриджа может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы включают, без ограничения, алюминий, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton®, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), высокоплотный полиэтилен (HDPE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полиоксиметилен (POM), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы и виниловые смолы.

В вариантах осуществления, в которых картридж содержит основную часть и один или более торцевых колпачков, эти основная часть и один или более торцевых колпачков могут быть выполнены из одинаковых или разных материалов.

Кожух картриджа может быть выполнен из одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину и стойкими к кислоте.

Первое отделение картриджа может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к никотину, а второе отделение картриджа может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к кислоте.

Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к кислоте, включают, без ограничения, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы, жидкокристаллические полимеры (LCP) и модифицированные LCP, такие как LCP с графитовыми или стеклянными волокнами.

Использование одного или более стойких к никотину материалов для выполнения картриджа и/или для нанесения покрытия на внутреннюю сторону первого отделения картриджа обеспечивает преимущество, состоящее в возможности продления срока годности картриджа.

Использование одного или более стойких к кислоте материалов для выполнения кожуха картриджа и/или нанесения покрытия на внутреннюю сторону второго отделения картриджа обеспечивает преимущество, состоящее в продлении срока годности картриджа.

Кожух картриджа может быть выполнен из указанных одного или более теплопроводных материалов.

Первое отделение картриджа и второе отделение картриджа могут быть покрыты одним или более теплопроводными материалами.

Благодаря использованию одного или более теплопроводных материалов для выполнения кожуха картриджа и/или для нанесения покрытия на внутреннюю сторону первого отделения и второго отделения картриджа, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности повышения теплопередачи от нагревателя на источник никотина и источник молочной кислоты.

Подходящие теплопроводные материалы включают, без ограничения, металлы, например такие, как алюминий, хром, медь, золото, железо, никель и серебро, сплавы, такие как латунь и сталь, и их комбинации.

Кожух картриджа может быть выполнен из одного или более материалов, имеющих низкое удельное сопротивление или высокое удельное сопротивление, в зависимости от того, каким образом нагреваются первое отделение и второе отделение, а именно: за счет теплопроводности или за счет индукции.

Первое отделение картриджа и второе отделение картриджа могут быть покрыты одним или более материалами, имеющими низкое удельное сопротивление или высокое удельное сопротивление, в зависимости от того, каким образом нагреваются первое отделение и второе отделение, а именно: за счет теплопроводности или за счет индукции.

Кожух картриджа может быть выполнен любым подходящим способом. Подходящие способы включают, но без ограничения, глубокую вытяжку, литье под давлением, вспучивание, дутьевое формование и экструзию.

Картридж может быть выполнен с возможностью отправки в отходы после израсходования никотина в первом отделении и израсходования кислоты во втором отделении.

Картридж может быть выполнен с возможностью повторной заправки.

Картридж может содержать полость для размещения нагревателя. Предпочтительно, между первым отделением и вторым отделением расположена полость картриджа. Нагреватель может образовывать часть генерирующего аэрозоль устройства, выполненного с возможностью использования с картриджем.

Картридж может содержать нагреватель, выполненный с возможностью нагрева первого отделения и второго отделения. В таких вариантах осуществления нагреватель предпочтительно расположен между первым отделением и вторым отделением. Иначе говоря, первое отделение и второе отделение расположены по обе стороны от нагревателя.

Нагреватель может представлять собой электрический нагреватель. Нагреватель может представлять собой резистивный нагреватель.

Нагреватель может содержать сусцептор. Во время использования, для индукционного нагрева сусцептора используется индукционный нагреватель.

Предпочтительно, нагреватель выполнен с возможностью нагрева первого отделения и второго отделения картриджа до температуры ниже приблизительно 250 градусов по Цельсию. Предпочтительно, нагреватель выполнен с возможностью нагрева первого отделения и второго отделения картриджа до температуры от приблизительно 80 градусов по Цельсию до приблизительно 150 градусов по Цельсию.

Предпочтительно, нагреватель выполнен с возможностью нагрева первого отделения и второго отделения картриджа до по существу одинаковой температуры.

Используемое в данном документе применительно к настоящему изобретению выражение «по существу одинаковая температура» означает, что разность температур, измеренных в соответствующих местах относительно нагревателя, между первым отделением и вторым отделением картриджа составляет менее чем приблизительно 3°С.

При использовании, благодаря нагреву первого отделения и второго отделения картриджа до температуры, превышающей температуру окружающей среды, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности пропорционального регулирования и балансировки концентрации пара никотина в первом отделении картриджа и концентрации пара кислоты во втором отделении картриджа для достижения эффективной стехиометрии реакции между никотином и кислотой. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности повышения эффективности образования частиц никотиновой соли и стабильности их доставки пользователю. Таким образом также обеспечивается преимущество, состоящее в возможности уменьшения доставки пользователю непрореагировавшего никотина и непрореагировавшей кислоты.

Картридж также может содержать третье отделение, которое расположено дальше по потоку относительно первого отделения и второго отделения и сообщается по текучей среде с первым выпускным отверстием для воздуха первого отделения и вторым выпускным отверстием для воздуха второго отделения. Во время использования пар никотина, выходящий из первого отделения через первое выпускное отверстие для воздуха, может вступать в реакцию с паром кислоты, выходящим из второго отделения через второе выпускное отверстие для воздуха в третьем отделении, для образования аэрозоля из частиц никотиновой соли.

Картридж может содержать мундштук. В вариантах осуществления, в которых картридж содержит кожух картриджа, мундштук может быть выполнен как единое целое с кожухом картриджа. Мундштук может быть выполнен отдельно от корпуса картриджа. Мундштук может быть выполнен с возможностью разъемного прикрепления к корпусу картриджа. Комбинация кожуха картриджа и мундштука может имитировать форму и размеры горючего курительного изделия, такого как сигарета, сигара или сигарилла. Предпочтительно, комбинация кожуха картриджа и мундштука может имитировать форму и размеры сигареты.

В вариантах осуществления, в которых картридж содержит третье отделение, мундштук может по меньшей мере частично образовывать это третье отделение.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая картридж согласно первому аспекту настоящего изобретения, в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в данном документе. Генерирующая аэрозоль система также содержит генерирующее аэрозоль устройство, содержащее кожух устройства, образующий полость для размещения по меньшей мере части картриджа. Генерирующее аэрозоль устройство также содержит нагреватель для нагрева первого отделения и второго отделения картриджа.

Генерирующая аэрозоль система может содержать мундштук.

Мундштук может образовывать часть картриджа, как описано в настоящем документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения.

Мундштук может образовывать часть генерирующего аэрозоль устройства. Предпочтительно, мундштук выполнен с возможностью разъемного прикрепления к кожуху устройства. Мундштук может по меньшей мере частично образовывать третье отделение, как описано в настоящем документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения.

Мундштук может быть выполнен с возможностью отправки в отходы после израсходования никотина в первом отделении и кислоты во втором отделении.

Мундштук может быть выполнен с возможностью многоразового использования. В вариантах осуществления, в которых мундштук выполнен с возможностью многоразового использования, этот мундштук предпочтительно может быть выполнен с возможностью съемного прикрепления к картриджу или к кожуху генерирующего аэрозоль устройства.

Нагреватель может представлять собой электрический нагреватель. Нагреватель может представлять собой резистивный нагреватель.

Нагреватель может быть расположен таким образом, чтобы окружать по меньшей мере участок картриджа, при размещении картриджа внутри указанной полости.

Нагреватель может быть расположен внутри полости генерирующего аэрозоль устройства, и картридж может содержать полость картриджа нагревателя для размещения нагревателя, как описано в данном документе. В таких вариантах осуществления нагреватель генерирующего аэрозоль устройства предпочтительно может представлять собой удлиненный нагреватель в виде нагревательного лезвия. Нагревательное лезвие может иметь ширину, превышающую его толщину. Полость картриджа может быть выполнена в виде удлиненной щели.

Нагреватель может представлять собой индукционный нагреватель, и картридж может содержать сусцептор для индукционного нагрева первого отделения и второго отделения картриджа, как описано в данном документе.

Предпочтительно, генерирующая аэрозоль система содержит источник питания, предназначенный для подачи мощности на нагреватель, и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей мощности от источника питания на нагреватель.

Источник питания может представлять собой любой подходящий источник питания, например источник напряжения постоянного тока, такой как батарея. Источник питания может представлять собой литий-ионную батарею, никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею.

Источник питания может содержать перезаряжаемую литий-ионную батарею. Электрический источник питания может содержать устройство хранения заряда другого типа, такое как конденсатор. Электрический источник питания может нуждаться в перезарядке. Электрический источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов использования генерирующего аэрозоль устройства. Например, электрический источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере электрический источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.

Контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования подачи электрической мощности от электрического источника питания на нагреватель в момент начала цикла нагрева. Контроллер может быть выполнен с возможностью прекращения подачи электрической мощности от электрического источника питания на нагреватель в момент окончания цикла нагрева.

Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения непрерывной подачи электрической мощности от электрического источника питания на нагреватель.

Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения прерывистой подачи электрической мощности от электрического источника питания на нагреватель. Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения импульсной подачи электрической мощности от электрического источника питания на нагреватель. Импульсная подача электрической мощности на нагреватель обеспечивает возможность содействия регулированию общей выходной мощности нагревателя в течение периода времени. Регулирование общей выходной мощности нагревателя в течение периода времени обеспечивает возможность содействия регулированию температуры.

Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения подачи электрической мощности от электрического источника питания на нагреватель. Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения коэффициента заполнения импульсной подачи электрической мощности. Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения по меньшей мере одного из длительности импульсов и коэффициента заполнения.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры по меньшей мере одного из нагревателя, первого отделения и второго отделения картриджа. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей мощности на нагревательный элемент на основе измеренной температуры.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать пользовательское устройство ввода. Пользовательское устройство ввода может содержать по меньшей мере одно из нажимной кнопки, колеса прокрутки, сенсорной кнопки, сенсорного экрана и микрофона. Пользовательское устройство ввода может обеспечивать возможность для пользователя управлять одним или более аспектами работы генерирующего аэрозоль устройства. Пользовательское устройство ввода может обеспечивать возможность для пользователя активировать подачу электрической мощности на нагреватель и/или деактивировать подачу электрической мощности на нагреватель.

Во избежание сомнений, признаки, описанные выше в отношении одного аспекта настоящего изобретения, могут быть применимы также к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные выше в отношении картриджа согласно настоящему изобретению, при необходимости могут также быть отнесены к генерирующим аэрозоль системам согласно настоящему изобретению, и наоборот.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на Фиг. 1 показан покомпонентный вид в перспективе генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 2 показан вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы по Фиг. 1;

на Фиг. 3 показан покомпонентный вид в перспективе картриджа по Фиг. 1;

на Фиг. 4 показан вид в разрезе картриджа по Фиг. 3; и

на Фиг. 5-10 показаны альтернативные конфигурации несущих материалов картриджа по Фиг. 4.

На Фиг. 1 и 2 показана генерирующая аэрозоль система 10, содержащая генерирующее аэрозоль устройство 20 и картридж 100 для использования с генерирующим аэрозоль устройством 20. Генерирующая аэрозоль система также содержит мундштук 30, выполненный с возможностью разъемного прикрепления к ближнему концу 24 генерирующего аэрозоль устройства 20.

Генерирующее аэрозоль устройство 20 содержит кожух, образующий полость 22 для размещения картриджа 100 через отверстие на ближнем конце 24 генерирующего аэрозоль устройства 20. Генерирующее аэрозоль устройство 20 содержит нагреватель в виде катушки 28 индуктивности внутри полости 22. Катушка индуктивности удерживается напротив внутренних стенок полости 22, как показано на Фиг. 2.

Генерирующее аэрозоль устройство 20 содержит расположенный в указанном кожухе электрический источник 40 питания, в данном примере - перезаряжаемую литий-ионную батарею. Устройство 10 также содержит контроллер 42, соединенный с электрическим источником 40 питания, катушкой 28 индуктивности и пользовательским интерфейсом (не показан). В данном варианте осуществления пользовательский интерфейс содержит механическую кнопку. При активации пользовательского интерфейса контроллер 42 подает на катушку 28 индуктивности высокочастотный колебательный электрический ток для создания колебательного магнитного поля. Как дополнительно описано в данном документе, колебательное магнитное поле нагревает один или более сусцепторов в картридже 100 за счет индуцированных вихревых токов и потерь на гистерезис в указанных одном или более сусцепторах. Индукционный нагрев сусцепторов приводит к нагреву источника никотина и источника кислоты, заключенных внутри картриджа 100, с созданием пара никотина и пара кислоты. При осуществлении пользователем затяжки на мундштуке 30, поток воздуха втягивается из впускного отверстия 26 для воздуха устройства через картридж 100 для переноса испаренных никотина и кислоты в направлении мундштука 30. Испаренные никотин и кислота, оба в газовой фазе, вступают в реакцию и охлаждаются в мундштуке 30 с образованием аэрозоля, содержащего частицы никотиновой соли. Во время затяжки пользователь принимает объем аэрозоля через выпускное отверстие 32 для воздуха в мундштуке.

На Фиг. 3 показан покомпонентный вид картриджа 100. Картридж 100 имеет длину приблизительно 15 миллиметров, ширину приблизительно 7,1 миллиметра и высоту приблизительно 6,75 миллиметра. Картридж 100 в данном проиллюстрированном примере содержит удлиненный корпус 102 картриджа, закрытый торцевыми колпачками 130, 131 на его дальнем конце 104 и ближнем конце 106. Корпус 102 и торцевые колпачки 130, 131 вместе образуют кожух картриджа. Корпус 102 имеет длину приблизительно 11 миллиметров, ширину приблизительно 7,1 миллиметра и высоту приблизительно 6,75 миллиметра. Каждый торцевой колпачок 130, 131 имеет длину приблизительно 2 миллиметра, ширину приблизительно 7,1 миллиметра и высоту приблизительно 6,75 миллиметра. Картридж 100 содержит источник 210никотина, заключенный в первом отделении 110, и источник 220 кислоты, заключенный во втором отделении 120 картриджа 100. В данном варианте осуществления источник 220 кислоты представляет собой источник молочной кислоты. Каждое из первого отделения 110 и второго отделения 120 проходит в продольном направлении внутри корпуса 102 картриджа. Первое отделение 110 и второе отделение 120 выполнены с возможностью закрывания торцевыми колпачками 130, 131 на их дальнем конце 104 и ближнем конце 106 соответственно. Первое отделение 110 и второе отделение 120 представляют собой одинаковые отделения, каждое из которых имеет по существу прямоугольное сечение с высотой приблизительно 1 миллиметр.

Первое отделение 110 и второе отделение 120 расположены в параллельной конфигурации. Входящий поток воздуха разделяется перед поступлением в первое отделение 110 и второе отделение 120. Пар никотина и пар молочной кислоты генерируются одновременно в раздельных отделениях 110, 120.

Дальний торцевой колпачок 130 содержит множество впускных отверстий 132, 134 для воздуха, обеспечивающих тракты потока между входящим потоком 108 воздуха и первым и вторым отделениями 110, 120. Впускные отверстия для воздуха идентичны отверстиям, проходящим через дальний торцевой колпачок 130. Множество впускных отверстий 132, 134 для воздуха содержат первые впускные отверстия 132 для воздуха, сообщающиеся по текучей среде с первым отделением 110, и вторые впускные отверстия 134 для воздуха, сообщающиеся по текучей среде со вторым отделением 120. В проиллюстрированном примере количество вторых впускных отверстий 134 для воздуха составляет больше, чем количество первых впускных отверстий 132 для воздуха, в результате чего суммарное проходное сечение вторых впускных отверстий 134 для воздуха составляет больше, чем суммарное проходное сечение первых впускных отверстий 132 для воздуха. Благодаря большему суммарному проходному сечению вторых впускных отверстий 134 для воздуха, обеспечивается больший объемный расход воздуха через второе отделение 120, чем через первое отделение 110. Больший объемный расход воздуха через второе отделение 120 приводит к испарению большего количества кислоты во втором отделении 120, чем в случае, если бы имело место меньшее количество вторых впускных отверстий 134 для воздуха.

Ближний торцевой колпачок 131 содержит выпускные отверстия 133, 135 для воздуха, которые зеркально симметричны впускным отверстиям 132, 134 для воздуха в дальнем торцевом колпачке 130. Выпускные отверстия 133, 135 для воздуха в ближнем торцевом колпачке 131 сообщаются по текучей среде с первым и вторым отделениями 110, 120, а также с мундштучным выпускным отверстием 32 для воздуха в мундштуке 30. Каждое из первого отделения 110 и второго отделения 120 проходит от дальнего торцевого колпачка 130 до ближнего торцевого колпачка 131. Иначе говоря, оба из первого отделения 110 и второго отделения 120 проходят по всей длине корпуса 102 картриджа.

Корпус 102 картриджа содержит множество полостей 140 нагревателя, каждая из которых проходит вдоль продольной оси картриджа 100. Каждая из нагревательных полостей имеет глубину 0,4 миллиметра. Полости 140 нагревателя параллельны первому отделению 110 и второму отделению 120. Каждая из полостей 140 нагревателя и ее соответствующее первое отделение 110 или второе отделение 120 разделены расстоянием 0,4 миллиметра. Каждая из множества полостей 140 нагревателя содержит сусцептор 141. Указанное множество полостей 140 нагревателя закрыты на обоих из дальнего конца 104 и ближнего конца 106 посредством дальнего торцевого колпачка 130 и ближнего торцевого колпачка 131. В проиллюстрированном примере оба из первого отделения 110 и второго отделения 120 находятся между парой полостей 140 нагревателя. В данном варианте осуществления используется множество идентичных сусцепторов 141, по одному в каждой полости 140 нагревателя. Во время использования оба из источника 210 никотина и источника 220 кислоты нагреваются до одинаковой температуры посредством индукционного нагрева сусцепторов 141.

Источник 210 никотина содержит первый несущий материал 211, расположенный в первом отделении 110 и пропитанный никотином. В данном примере первый несущий материал 211 содержит пористый керамический субстрат, пропитанный никотиновой жидкостью. Никотиновая жидкость содержит также ароматизаторы, которые испаряются вместе с никотином при нагреве источника 210 никотина. Ароматизаторы могут создавать требуемый вкус генерируемого аэрозоля. В данном примере первый несущий материал 211 содержит пористый керамический субстрат, пропитанный никотином в количестве приблизительно 10 миллиграмм и ментолом в количестве приблизительно 4 миллиграмм.

Первый несущий материал 211 содержит первую поверхность 213 и вторую поверхность 215, противоположную первой поверхности 213. Первый тракт 217 потока воздуха через первое отделение 110 проходит по первой поверхности 213 первого несущего материала 211.

Источник 220 кислоты содержит второй несущий материал 221, расположенный во втором отделении 120 и пропитанный молочной кислотой. В данном примере второй несущий материал 221 содержит пористый керамический субстрат, пропитанный молочной кислотой в количестве приблизительно 20 миллиграмм.

Второй несущий материал 221 содержит первую поверхность 223 и вторую поверхность 225, противоположную первой поверхности 223. Второй тракт 227 потока воздуха через второе отделение 120 проходит по первой поверхности 223 второго материала 221 носителя.

Как показано на Фиг. 4, каждый из первого несущего материала 211 и второго несущего материала 221 имеет толщину, которая изменяется в направлении, проходящем вдоль первого тракта 217 потока воздуха и второго тракта 227 потока воздуха соответственно. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 4, переменная толщина первого и второго несущих материалов 211, 221 достигается путем придания выпуклой формы обеим из первой поверхности 213 первого несущего материала 211 и первой поверхности 223 второго несущего материала 221.

На Фиг. 5 показана альтернативная форма первого несущего материала 211, согласно которой переменная толщина первого несущего материала 211 достигается путем придания волнообразной формы первой поверхности 213 первого несущего материала 211. Следует понимать, что такая же форма может быть придана первой поверхности 223 второго несущего материала 221.

На Фиг. 6 показана альтернативная форма первого несущего материала 211, согласно которой переменная толщина первого несущего материала 211 достигается путем придания вогнутой формы первой поверхности 213 первого несущего материала 211. Следует понимать, что такая же форма может быть придана первой поверхности 223 второго несущего материала 221.

На Фиг. 7 показана альтернативная форма первого несущего материала 211, согласно которой переменная толщина первого несущего материала 211 достигается путем наклона первой поверхности 213 первого несущего материала 211 относительно второй поверхности 215 первого несущего материала 211 таким образом, чтобы первый несущий материал 211 имел сужающуюся форму. Следует понимать, что такая же форма может быть придана второму несущему материалу 221.

На Фиг. 8 показана альтернативная форма первого несущего материала 211, согласно которой переменная толщина первого несущего материала 211 достигается путем придания многогранной формы первой поверхности 213. В частности, первая поверхность 213 имеет повышающийся участок 270, плоский участок 272 и понижающийся участок 274. В примере, показанном на Фиг. 9, повышающийся участок 270 короче, чем понижающийся участок 274, так что первая поверхность 213 имеет асимметричную форму. Следует понимать, что такая же форма может быть придана второму несущему материалу 221.

На Фиг. 9 показана альтернативная форма первого несущего материала 211, согласно которой переменная толщина первого несущего материала 211 достигается путем оснащения первой поверхности 213 множеством углублений 280, каждое из которых имеет полусферическую форму. Следует понимать, что такая же форма может быть придана второму несущему материалу 221.

На Фиг. 10 показана альтернативная форма первого несущего материала 211, согласно которой переменная толщина первого несущего материала 211 достигается путем оснащения первой поверхности 213 множеством выступов 290, каждый из которых имеет полусферическую форму. Следует понимать, что такая же форма может быть придана второму несущему материалу 221.