Курительные изделия и их использование для вырабатывания пригодных для вдыхания материалов - RU2604313C2
Код документа: RU2604313C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к доставляющим аэрозоль изделиям и их использованию для высвобождения табачных компонентов или других материалов в пригодной для вдыхания форме. Указанные изделия могут быть выполнены или извлечены из табака или иным образом содержать табак для потребления человеком. Более конкретно, настоящее изобретение относится к изделиям, в которых табак, извлеченный из табака материал или другой материал нагревают, предпочтительно без значительного сжигания, для вырабатывания пригодного для вдыхания вещества, которое в различных вариантах реализации изобретения находится в форме аэрозоля или пара.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных изделий в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, основанным на сжигании табака. Примеры указанных альтернатив включают устройства, в которых твердое или жидкое топливо сжигают для передачи тепла табаку или в которых используют химическую реакцию для создания источника такого тепла.
[0003] Суть указанных усовершенствований курительных изделий или альтернатив курительным изделиям обычно состоит в том, чтобы вызвать у потребителя ощущения, связанные с курением сигареты, сигары или трубки, без доставки значительных количеств продуктов пиролиза и неполного сгорания. С этой целью предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, в которых используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего материала или создания ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака.
[0004] Типичные известные сигареты или курительные изделия, описанные и в некоторых случаях имеющиеся в продаже, описаны в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.); патентах США №№4,922,901; 4,947,874 и 4,947,875 (Brooks и др.); патенте США №5,060,671 (Counts и др.); патенте США №5,249,586 (Morgan и др.); патенте США №5,388,594 (Counts и др.); патенте США №5,666,977 (Higgins и др.); патенте США №6,053,176 (Adams и др.); патенте США №6,164,287 (White); патенте США №6,196,218 (Voges); патенте США №6,810,883 (Felter и др.); патенте США №6,854,461 (Nichols); патенте США №7,832,410 (Hon); патенте США №7,513,253 (Kobayashi); патенте США №7,726,320 (Robinson и др.); патенте США №7,896,006 (Hamano); патенте США №6,772,756 (Shayan); патентной публикации США №2009/0095311 (Hon); патентных публикациях США №№2006/0196518, 2009/0126745 и 2009/0188490 (Hon); патентной публикации США №2009/0272379 (Thorens и др.); патентных публикациях США №№2009/0260641 и 2009/0260642 (Monsees и др.); патентных публикациях США №№2008/0149118 и 2010/0024834 (Oglesby и др.); патентной публикации США №2010/0307518 (Wang) и патенте WO 2010/091593 (Hon). Дополнительные примеры включают продукты, имеющиеся в продаже под названиями ACCORD®; HEATBAR™; HYBRID CIGARETTE®; RUYAN E-GAR™; RUYAN C-GAR™; E-MYSTICK™ и IOLITE®Vaporizer.
[0005] Изделия, которые вырабатывают вкус и ощущение курения путем электрического нагревания табака, имеют недостатки, заключающиеся в несогласованном или несоответствующем выпуске ароматизаторов или других пригодных для вдыхания материалов. Курительные устройства с электрическим нагревом также ограничены во многих случаях в отношении известного требования к устройству наружного нагрева, которое было неудобным и отвлекало от процесса курения. Таким образом, существует потребность в курительном изделии, которое обеспечивает ощущение курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака, без необходимости в действующем на основе сжигания источнике тепла, и который не вырабатывает продукты сгорания.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В настоящем изобретении в целом предложены изделия, которые могут быть использованы для ингаляционной доставки одного или большего количества пригодных для вдыхания веществ (включая никотин). Согласно некоторым вариантам реализации настоящее изобретение относится курительным изделиям, в которых используется электрический нагревательный элемент и электрический источник энергии для вырабатывания пригодного для вдыхания вещества в форме пара или аэрозоля, а также для вызывания других относящихся к курению ощущений предпочтительно почти без сжигания или полностью без сжигания табака или других веществ с выработкой небольшого или нулевого количества продуктов сгорания или пиролиза, включая окись углерода, и с выработкой небольшого или нулевого количества побочных струй дыма или аромата. Электрический нагревательный элемент предусматривает нагревание почти сразу после начала затяжки с использованием изделия и предусматривает доставку аэрозоля в течение всей затяжки при количестве от примерно 6 до примерно 10 затяжек на одно изделие, что эквивалентно количеству затяжек, полученных из типичной сигареты.
[0007] Согласно некоторым вариантам реализации в настоящем изобретении, таким образом, предложено изделие для вырабатывания пригодного для вдыхания вещества. Предложенное изделие содержит корпус картриджа, имеющий по существу трубчатую форму, содержащий взаимодействующий конец, противоположный ему ротовой конец, выполненный с возможностью передачи пригодного для вдыхания вещества потребителю, и стенку с наружной поверхностью и внутренней поверхностью. Внутренняя поверхность стенки корпуса картриджа ограничивает внутреннее пространство картриджа, которое содержит носитель пригодного для вдыхания вещества по существу трубчатой формы, имеющий стенки с внутренней поверхностью и наружной поверхностью для образования кольцевого пространства, имеющего указанный объем, между наружной поверхностью стенки носителя пригодного для вдыхания вещества и внутренней поверхностью стенки картриджа. Носитель пригодного для вдыхания вещества, в частности, также имеет первый конец, расположенный рядом с ротовым концом картриджа, и второй конец, расположенный рядом с взаимодействующим концом картриджа. Изделие дополнительно содержит электрический нагревательный элемент, который нагревает по меньшей мере один участок стенки носителя пригодного для вдыхания вещества в достаточной степени для формирования пара, содержащего пригодное для вдыхания вещество, в пределах кольцевого пространства. Изделие также содержит управляющий корпус, имеющий приемный конец, который входит в контакт с взаимодействующим концом картриджа. Соответственно, управляющий корпус и корпус картриджа могут быть охарактеризованы как выполненные с возможностью функционального соединения. Указанный приемный конец, в частности, содержит камеру с открытым концом для принятия взаимодействующего конца картриджа. Управляющий корпус дополнительно содержит источник электроэнергии (по меньшей мере часть которого расположена в приемном конце и/или в пределах приемной камеры), который подает электропитание к электрическому нагревательному элементу. Согласно конкретным вариантам реализации, когда взаимодействующий конец картриджа взаимодействует с приемным концом управляющего корпуса (например, перемещается на заданное расстояние в указанную камеру управляющего корпуса), носитель пригодного для вдыхания вещества и электрический нагревательный элемент выравниваются для обеспечения нагревания по меньшей мере одного участка носителя пригодного для вдыхания вещества. Источник электроэнергии (или компонент или его продолжение) также выравнивается с носителем пригодного для вдыхания вещества и электрическим нагревательным элементом. Таким образом, электрический нагревательный элемент (и дополнительно источник электроэнергии) может быть охарактеризован как функционально расположенный относительно носителя пригодного для вдыхания вещества.
[0008] Изделие согласно настоящему изобретению может иметь различные формы и размеры. Например, картридж может иметь по существу цилиндрическую форму. Кроме того, картридж может иметь поперечное сечение заданной формы, выбранной из группы, содержащей круг, овал и квадрат. Взаимодействующий конец картриджа также содержит отверстие, которое имеет достаточные размер и соответствующую форму для размещения в нем по меньшей мере одного компонента источника электроэнергии. Картридж также содержит внешнюю оболочку, которая может быть пригодной для придания изделию различных свойств. Например, внешняя оболочка может содержать фильтрующий материал, расположенный рядом с ротовым концом картриджа. Таким образом, ротовой конец картриджа может быть охарактеризован как частично прегражденный, причем указанная характеристика также может относиться к дополнительным компонентам картриджа, таким как каркас, расположенный в ротовом конце картриджа.
[0009] Носитель пригодного для вдыхания вещества может содержать различные материалы, пригодные для облегчения доставки одного или большего количества пригодных для вдыхания веществ потребителю. Согласно конкретным вариантам реализации носитель пригодного для вдыхания вещества содержит табак и/или извлеченный из табака материал. Носитель пригодного для вдыхания вещества также может содержать формирующий аэрозоль материал, который непосредственно может содержать извлеченный из табака материал. Согласно конкретным вариантам реализации формирующий аэрозоль материал является многоатомным спиртом (например, глицерином). Согласно другим вариантам реализации носитель пригодного для вдыхания вещества содержит твердую подложку. Такая подложка может сама содержать табак (например, табачную бумагу, выполненную из восстановленного табака) таким образом, что пригодное для вдыхания вещество может быть присущим подложке. Согласно другому варианту реализации подложка представляет собой бумажный материал или другой материал, который содержит пригодное для вдыхания вещество, нанесенное на подложку в качестве покрытия, или указанное пригодное для вдыхания вещество поглощено подложкой или адсорбировано в подложку. Согласно конкретному варианту реализации носитель пригодного для вдыхания вещества содержит суспензию табака и формирующего аэрозоль материала, покрывающую указанную твердую подложку или поглощенную указанной твердой подложкой или адсорбированную в твердую подложку. Носитель пригодного для вдыхания вещества дополнительно может содержать другие компоненты, такие как пароизолятор, размещенный на одной из внутренней или наружной поверхностях стенки. В частности, пароизолятор может быть расположен на поверхности стенки носителя пригодного для вдыхания вещества, которая расположена рядом с электрическим нагревательным элементом, когда носитель пригодного для вдыхания вещества является нагретым.
[0010] Согласно одному варианту реализации носитель пригодного для вдыхания вещества соединен с корпусом картриджа только в противоположных концах носителя пригодного для вдыхания вещества. Таким образом, носитель пригодного для вдыхания вещества может быть охарактеризован как растянутый в пределах картриджа. Согласно одному варианту реализации кольцевое пространство между носителем пригодного для вдыхания вещества и корпусом картриджа имеет объем от примерно 5 мл до примерно 100 мл и обеспечивает динамическое свободное пространство, которое обеспечивает возможность протекания смеси аэрозоля и воздуха, объем которой по существу соответствует среднему объему затяжки, который требуется для доставки необходимого количества пригодного для вдыхания вещества (т.е. в форме аэрозоля). Соединение носителя пригодного для вдыхания вещества с взаимодействующим концом корпуса картриджа выполнено с возможностью облегчения перемещения воздуха в кольцевом пространстве для направления аэрозоля и пригодного для вдыхания вещества сквозь ротовой конец изделия для вдыхания пользователем.
[0011] Согласно одному варианту реализации приемная камера управляющего корпуса ограничена стенкой, имеющей внутреннюю поверхность и наружную поверхность, причем указанная стенка имеет поперечное сечение, которое по существу подобно поперечному сечению картриджа. Стенка камеры также может содержать одно или большее количество выполненных в ней отверстий для обеспечения возможности протекания окружающего воздуха в камеру и таким образом облегчения перемещения пригодного для вдыхания вещества из кольцевого пространства, как описано выше. Согласно другому варианту реализации камера может отсутствовать в приемном конце управляющего корпуса или может быть заменена одним или большим количеством направляющих элементов (например, расширений управляющего корпуса), которые направляют картридж для надлежащего выравнивания с управляющим корпусом. Согласно некоторым вариантам реализации стенки, образующие камеру, могут быть охарактеризованы как примеры направляющего элемента. Таким образом, направляющий элемент по существу соответствует своими размерами стенкам камеры.
[0012] Источник электроэнергии по существу может быть приемным гнездом, которое обеспечивает передачу электрического тока от источника энергии к нагревательному элементу. Согласно конкретным вариантам реализации источник электроэнергии содержит выступ, который проходит от управляющего корпуса (например, сквозь приемную камеру и предпочтительно приближается к открытому концу камеры). Если электрический нагревательный элемент является компонентом управляющего корпуса, указанный электрический нагревательный элемент в частности может быть соединен с указанным выступом, расположенным на источнике электроэнергии. Согласно таким вариантам реализации нагревательный элемент содержит электрические контакты, которые проходят от нагревательного элемента вставлены в приемное гнездо, расположенный в источнике электроэнергии. Указанное соединение может быть постоянным, неразъединяемым соединением контактов с приемным гнездом.
[0013] Нагревательный элемент, в частности, может быть проводом, имеющим большое сопротивление, который генерирует тепло при протекании в нем электрического тока. Согласно конкретным вариантам реализации нагревательный элемент выполнен за одно целое с носителем пригодного для вдыхания вещества.
[0014] Согласно конкретным вариантам реализации нагревательный элемент может содержать множество компонентов. Например, нагревательный элемент может содержать провод с большим сопротивлением по существу небольшого размера, а распространяющий тепло элемент может быть связан с ним для распространения сгенерированного тепла в расширенной области.
[0015] Электрический нагревательный элемент (или распространяющий тепло элемент), в частности, может быть размещен на выступе только вдоль участка заданной длины, причем указанный участок, в частности, может быть расположен рядом с концом выступа в открытом конце камеры. Участок заданной длины может охватывать от примерно 5% до примерно 50% длины выступа. Таким образом, может быть осуществлено нагревание по участкам, при котором нагревательный элемент охватывает только ту область носителя пригодного для вдыхания вещества, которая меньше, чем вся длина носителя. Предпочтительно нагревательный элемент (или распространяющий тепло элемент) охватывает от примерно одной шестой до примерно одной десятой длины носителя пригодного для вдыхания вещества, в результате чего полное использование носителя может содержать от примерно 6 до примерно 10 участков или затяжек. Для этого картридж, в частности, может быть дискретно перемещен на заданное расстояние мимо участка выступа, содержащего размещенный на нем электрический нагревательный элемент. Указанным дискретным перемещением может вручную управлять сам потребитель, например, посредством кнопки для перемещения картриджа в пределах приемной камеры или простым постукиванием по картриджу. Согласно конкретным вариантам реализации изделие содержит активируемый затяжкой переключатель, который автоматически дискретно перемещает картридж мимо участка выступа. Таким образом, расстояние дискретного перемещения картриджа может быть непосредственно связано с длительностью затяжки.
[0016] Согласно другим вариантам реализации электрический нагревательный элемент расположен в управляющем корпусе, но изделие предусматривает общее нагревание носителя пригодного для вдыхания вещества, вместо нагревания по участкам. Например, электрический нагревательный элемент (или распространяющий тепло элемент) может быть размещен на выступе вдоль участка, который составляет от примерно 75% до примерно 125% длины носителя пригодного для вдыхания вещества. Таким образом, картридж перемещается по существу полностью в приемную камеру в течение его использования, и при каждой затяжке сквозь изделие носитель пригодного для вдыхания вещества нагревается по всей (или почти всей) длине. Электрические контакты, постоянно размещенные нагревательном элементе, взаимодействуют с приемным гнездом (т.е. источником электроэнергии) таким образом, что электрический ток протекает в нагревательном элементе. В случае отсутствия стенок камеры, картридж может быть охарактеризован как скомбинированный с управляющим корпусом таким образом, что выступ вставлен по существу в пригодное для вдыхания вещество в полной степени, что обеспечивается его конкретной конструкцией.
[0017] Согласно другим вариантам реализации нагревательный элемент является компонентом картриджа, а не управляющего корпуса. Такая конфигурация обеспечивает общее нагревание носителя пригодного для вдыхания вещества. В частности, нагревательный элемент может быть размещен по существу вдоль всей длины носителя пригодного для вдыхания вещества и может содержать электрические контакты, которые взаимодействуют с приемным гнездом в источнике электроэнергии. Нагревание при его активировании происходит вдоль всей длины электрического нагревательного элемента. В частности, электрический нагревательный элемент (или распространяющий тепло компонент) может быть размещен в картридже вдоль участка, длина которого составляет от примерно 75% до примерно 100% длины носителя пригодного для вдыхания вещества.
[0018] Нагревание по участкам также может быть осуществлено, когда нагревательный элемент размещен внутри картриджа. Для осуществления указанного нагревания по участкам выступ источника электроэнергии может содержать электрические проводники, размещенные рядом с его концом в открытом конце камеры. Электрические проводники осуществляют электрическое соединение с дискретными участками электрического нагревательного элемента таким образом, что нагревается только часть носителя пригодного для вдыхания вещества, расположенная рядом с участком электрического нагревательного элемента, находящимся в данный момент в электрическом соединении с выступом. Участок электрического нагревательного элемента, который находится в электрическом соединении с расположенными на выступе электрическими проводниками, может охватывать от примерно 5% до примерно 50% длины носителя пригодного для вдыхания вещества. Аспекты настоящего изобретения, описанного выше в отношении предложенного изделия в целом, могут быть применены к любому из вариантов реализации, такому как использование активируемого затяжкой дискретного перемещения.
[0019] Нагревание по участкам также может быть достигнуто другим нагревающим средством. Например, множество нагревательных элементов могут быть расположены относительно носителя пригодного для вдыхания вещества таким образом, что только один конкретный участок носителя пригодного для вдыхания вещества нагревается данным нагревательным элементом. Множество нагревательных элементов могут быть компонентами управляющего корпуса или картриджа, и множество нагревательных элементов, в частности, могут быть покрыты веществом пригодным для вдыхания. Кроме того, может быть предусмотрена конструкция, обеспечивающая общее нагревание, но указанная конструкция может быть приспособлена к электронному управлению таким образом, что только в конкретные участки общего нагревателя подают энергию в данный момент времени для нагревания только конкретных участков носителя пригодного для вдыхания вещества.
[0020] Управляющий корпус может содержать дополнительные компоненты, необходимые для функционирования изделия. Управляющий корпус может содержать переключающие компоненты для активирования электрического тока от источника электроэнергии к нагревательному элементу при приложении соответствующего воздействия. Такая активация может быть ручной (например, с использованием кнопки) или автоматической (например, активируемым затяжкой нагреванием). Согласно конкретным вариантам реализации активация инициирует непрерывное протекание электрического тока для быстрого нагревания нагревательного элемента.
[0021] Изделие предпочтительно содержит дополнительные компоненты для управления электрическим током. Оно может содержать основанное на времени управление, при котором обеспечивают возможность протекания электрического тока в течение заданного периода времени до деактивации электрического тока. Такое основанное на времени регулирование может включать периоды циклической работы, в которые электрический ток быстро активируется и деактивируется для поддерживания температуры нагревателя на заданном уровне. Согласно другим вариантам реализации при достижении заданной температуры регулятор электрического тока деактивирует электрический ток, пока новая затяжка не инициирует его снова. Активация и деактивация, осуществленная переключающими компонентами, предпочтительно предусматривает рабочую температуру нагревательного элемента от примерно 120°С до примерно 300°С.
[0022] Управляющий корпус дополнительно содержит электрический источник энергии для обеспечения электропитания для источника электроэнергии. Такой источник энергии может содержать одну или большее количество батарей и/или по меньшей мере один конденсатор (или другое средство для сохранения энергии).
[0023] Согласно другим вариантам реализации общие компоненты изделия могут существовать отдельно. Например, согласно настоящему изобретению предложен одноразовый блок для использования с курительным изделием многократного использования. Такой одноразовый блок может содержать любой предмет, описанный в настоящей заявке, относящийся к картриджу.
[0024] Согласно конкретным вариантам реализации одноразовый блок для использования с курительным изделием многократного использования содержит корпус картриджа по существу трубчатой формы, имеющий взаимодействующий конец, выполненный с возможностью взаимодействия с курительным изделием многократного использования, противоположный ротовой конец, выполненный с возможностью передачи пригодного для вдыхания вещества потребителю, и стенку с наружной поверхностью и внутренней поверхностью, которая ограничивает внутреннее пространство картриджа, которое содержит носитель пригодного для вдыхания вещества по существу трубчатой формы, имеющий стенку с внутренней поверхностью и наружной поверхностью для ограничения кольцевого пространства, имеющего указанный объем, между наружной поверхностью стенки носителя пригодного для вдыхания вещества и внутренней поверхностью стенки корпуса картриджа, причем носитель пригодного для вдыхания вещества имеет первый конец, расположенный рядом с ротовым концом картриджа, и второй конец, расположенный рядом с взаимодействующим концом картриджа. Одноразовый блок дополнительно может содержать электрический нагревательный элемент, который нагревает по меньшей мере участок носителя пригодного для вдыхания вещества в достаточной степени для формирования пара, содержащего пригодное для вдыхания вещество, в кольцевом пространстве. Электрический нагревательный элемент дополнительно может содержать контакты для электрического соединения с источником электроэнергии, расположенным в курительном изделии многократного использования. Кроме того, электрический нагревательный элемент может быть расположен в носителе пригодного для вдыхания вещества, имеющем трубчатую форму, и предпочтительно находится в прямом контакте с носителем пригодного для вдыхания вещества. Согласно некоторым вариантам реализации пароизолятор может содержать компоненты также для функционирования в качестве электрического нагревательного элемента. Одноразовый блок дополнительно может содержать внешнюю оболочку, которая окружает корпус картриджа и которая может проходить за пределы взаимодействующего конца корпуса картриджа (например, на расстояние, которое составляет от примерно 10% до примерно 90% длины корпуса картриджа). Внешняя оболочка также может содержать фильтрующий материал, расположенный рядом с ротовым концом корпуса картриджа.
[0025] Подобным образом, в настоящем изобретении предложен управляющий блок многократного использования, который может быть использован с одноразовым курительным изделием. Указанный управляющий блок многократного использования в целом может содержать любой объект, описанный в настоящей заявке, относящийся к управляющему корпусу.
[0026] Согласно конкретным вариантам реализации управляющий блок многократного использования для использования с одноразовым курительным изделием может содержать управляющий корпус, содержащий: приемный конец для приема взаимодействующего конца одноразового курительного изделия и источник электроэнергии, который подает электропитание к электрическому нагревательному элементу, причем указанный источник электроэнергии содержит выступ, который проходит в наружном направлении из приемного конца управляющего корпуса и содержит компонент, который осуществляет электрическое соединение с электрическими контактами, расположенными на электрическом нагревательном элементе; и секцию управляющего блока, в которой размещен источник энергии, компонент переключения, активирующий электрический ток, протекающий от источника электроэнергии к нагревательному элементу, и регулирующий электрический ток компонент, который регулирует предварительно инициированный электрический ток, протекающий от источника электроэнергии к электрическому нагревательному элементу. Приемный конец, в частности, может содержать приемную камеру, ограниченную стенками, которые окружают выступ. Примеры источников энергии включают батарею и/или по меньшей мере один конденсатор. Переключающий компонент может содержать активируемый затяжкой переключатель или может содержать кнопку. Регулирующий электрический ток компонент, в частности, может функционировать на временной основе. Кроме того, регулирующий электрический ток компонент может прекращать электрический ток, протекающий к электрическому нагревательному элементу, при достижении заданной температуры. Кроме того, регулирующий электрический ток компонент может повторять цикл включения и выключения электрического тока, протекающего в электрическом нагревательном элементе при достижении заданной температуры для поддерживания заданной температуры в течение заданного периода времени. Компонент, который осуществляет электрическое соединение с электрическими контактами, может быть приемным гнездом, которое размещено в источнике электроэнергии. Согласно другому варианту реализации, компонент, который осуществляет электрическое соединение с электрическими контактами, может быть расположен на выступе.
[0027] Согласно другому аспекту в настоящем изобретении также предложены наборы, которые могут содержать различные компоненты изделия согласно настоящему изобретению и вспомогательные части для них в различных комбинациях. В частности, отдельные наборы могут содержать любую комбинацию одного или большего количества картриджей, одного или большего количества управляющих блоков, одного или большего количества нагревательных элементов, одной или большего количества батарей и одного или большего количества заряжающих компонентов. Набор может содержать упаковку, (например, футляр или подобное средство), в котором может храниться один или большее количество компонентов набора. В частности, футляр может иметь размер, подходящий для ношения в кармане потребителя (например, иметь размер, походящий для ношения в кармане обычной рубашки, кармане брюк или кармане пиджака). Футляр может быть твердым или мягким в зависимости от компонентов набора. Футляр также может представлять собой механизм для хранения, который может функционировать в качестве зарядной станции для изделия согласно настоящему изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0028] Для облегчения понимания вариантов реализации изобретения ниже кратко описаны сопроводительные чертежи, на которых подобные ссылочные номера относятся к подобным элементам и которые не обязательно являются масштабированными. Чертежи приведены только в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничение настоящего изобретения.
[0029] На фиг. 1 показан перспективный вид изделия согласно одному варианту реализации, содержащего картридж, взаимодействующий с управляющим корпусом, причем картридж вставлен в управляющий корпус только на минимальное расстояние;
[0030] На фиг. 2 показан перспективный вид, показанный на фиг. 1, в котором картридж дискретно перемещен в управляющий корпус на дополнительное расстояние;
[0031] На фиг. 3 показан перспективный вид, показанный на фиг. 1, в котором картридж полностью дискретно перемещен в управляющий корпус;
[0032] На фиг. 4 показан перспективный вид части изделия согласно варианту реализации, показывающий картридж отдельно от приемной камеры управляющего корпуса (которая показана только частично), причем управляющий корпус содержит нагревательный элемент, расположенный на выступе, для нагревания по участкам носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже, при этом картридж и приемная камера показаны в выреза для демонстрации основных компонентов изделия;
[0033] На фиг. 4а показан поперечный разрез картриджа согласно одному варианту реализации вдоль плоскости, показанной штриховыми линиями на фиг. 4, показывающий пространственное расположение и конфигурацию некоторых компонентов картриджа;
[0034] На фиг. 4b показан поперечный разрез дополнительного варианта реализации картриджа согласно настоящему изобретению вдоль плоскости, показанной штриховыми линиями на фиг. 4, показывающий пространственное расположение и конфигурацию некоторых компонентов картриджа;
[0035] На фиг. 4с показан поперечный разрез другого варианта реализации картриджа согласно настоящему изобретению вдоль плоскости, показанной штриховыми линиями на фиг. 4, показывающий пространственное расположение и конфигурацию некоторых компонентов картриджа;
[0036] На фиг. 5 показан вид сверху элемента каркаса картриджа, показанный со стороны ротового конца картриджа, показанного на фиг. 4, причем элемент каркаса показан отдельно от картриджа для демонстрации деталей;
[0037] На фиг. 6 показан перспективный вид изделия согласно одному варианту реализации, показывающий картридж, взаимодействующий с управляющим корпусом, причем часть наружной стороны управляющего корпуса удалена для демонстрации его внутренних компонентов;
[0038] На фиг. 7 показан перспективный вид изделия, показанного на фиг. 4, на котором картридж вставлен на минимальное расстояние в приемную камеру управляющего корпуса, причем указанное минимальное расстояние является таким, что нагревательный элемент, размещенный на выступе, расположен в пределах центральной полости трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества и в достаточном контакте с ним для нагревания по меньшей мере части носителя пригодного для вдыхания вещества;
[0039] На фиг. 8 показан перспективный вид изделия, показанного на фиг. 7, на котором картридж дискретно перемещен в приемную камеру управляющего корпуса таким образом, что нагревательный элемент, размещенный на выступе, дополнительно перемещен в центральную полость трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества на некоторое расстояние в направлении от взаимодействующего конца картриджа и на то же самое расстояние в направлении к ротовому концу картриджа;
[0040] На фиг. 8а показан перспективный вид части изделия согласно одному варианту реализации, показывающий картридж, взаимодействующий с приемным концом управляющего корпуса (который показан только частично), причем указанный управляющий корпус содержит выступ с размещенным на нем нагревательным элементом для нагревания по участкам носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже, при этом картридже показан с частичным вырезом для демонстрации основных компонентов изделия;
[0041] На фиг. 8b показан перспективный вид части изделия согласно одному варианту реализации, показывающий картридж отдельно от приемного конца управляющего корпуса (который показан только частично и который не содержит стенку, ограничивающую камеру), причем управляющий корпус содержит нагревательный элемент, расположенный на выступе и окруженный распространяющим тепло элементом, для нагревания по участкам носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже, при этом картридж показан с частичным вырезом для демонстрации основных компонентов изделия;
[0042] На фиг. 9 показан перспективный вид части изделия согласно одному варианту реализации, показывающий картридж с нагревательным элементом, расположенным в нем частично, взаимодействующим с приемной камерой управляющего корпуса (который показан только частично), причем управляющий корпус содержит выступ с размещенными на нем электрическими проводниками, которые взаимодействуют с нагревательным элементом, расположенным в картридже, для нагревания по участкам носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже, при этом картридж и приемная камера показаны с частичным вырезом для демонстрации основных компонентов изделия;
[0043] На фиг. 10 показан перспективный вид части изделия согласно одному варианту реализации, показывающий картридж отдельно от приемной камеры управляющего корпуса (который показан только частично), причем управляющий корпус содержит нагревательный элемент, расположенный на выступе, для общего нагревания носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже, при этом картридж и приемная камера показаны с частичным вырезом для демонстрации основных компонентов изделия;
[0044] На фиг. 11 показан перспективный вид изделия, показанного на фиг. 10, на котором картридж полностью вставлен в приемную камеру управляющего корпуса таким образом, что выступ с размещенным на нем нагревательным элементом полностью вставлен в центральную полость трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества и таким образом расположен для общего нагревания носителя пригодного для вдыхания вещества; и
[0045] На фиг. 12 показан перспективный вид части изделия согласно одному варианту реализации, показывающий картридж с размещенным в нем нагревательным элементом, отсоединенным от приемного гнезда в приемной камере управляющего корпуса (который показан только частично), причем управляющий корпус содержит источник электроэнергии с приемным гнездом для приема электрических контактов, расположенных на нагревательном элементе, для общего нагревания носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже, при этом картридж и приемная камера показаны с частичным вырезом для демонстрации основных компонентов изделия.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0046] Настоящее изобретение будет описано ниже более подробно. Настоящее изобретение может быть осуществлено в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное конкретными вариантами реализации, описанными в настоящей заявке; скорее, приведенные ниже варианты реализации способствуют полноте и законченности настоящего описания и полностью передают специалистам объем настоящего изобретения. Следует иметь в виду, что используемые в настоящем описании сингулярные формы "один", "некоторый" и "этот" включают множественные ссылки, если из контекста однозначно не следует иное.
[0047] В настоящем изобретении предложены изделия, в которых используется электрическая энергия для нагревания материала (предпочтительно без его воспламенения до любой существенной степени) для формирования пригодного для вдыхания вещества, причем указанные изделия являются достаточно компактными и могут считаться "переносными" устройствами. Согласно некоторым вариантам реализации указанные изделия в частности могут быть охарактеризованы как курительные изделия. Используемый в настоящей заявке указанный термин предназначен для обозначения изделия, которое создает вкус и/или ощущение (например, тактильное или вкусовое) курения сигареты, сигары или трубки без фактического сгорания любого компонента изделия. Термин " курительное изделие" не обязательно указывает, что при использовании указанное изделие образует дым в смысле побочного продукта сгорания или пиролиза. Скорее, курение имеет отношение к физическому действию индивидуума во время использования указанного изделия, например, к удерживанию изделия в руке, сосание одного конца изделия и вдох сквозь изделие. Согласно дополнительным вариантам реализации изделия согласно настоящему изобретению могут быть охарактеризованы как изделия, изготавливающие пар, распыляющие аэрозоль или доставляющие лекарственные препараты. Таким образом, данные изделия могут быть использованы для создания одного или большего количества веществ в состоянии, пригодном для вдыхания. Согласно другим вариантам реализации пригодное для вдыхания вещество по существу может иметь форму пара (т.е. находиться в газовой фазе при температуре ниже ее критической точки). Согласно другим вариантам реализации пригодное для вдыхания вещество может находиться в форме аэрозоля (т.е. в форме взвешенных мелких твердых частиц или жидких капель в газе). Физическая форма пригодного для вдыхания вещества не ограничена природой изделий согласно настоящему изобретению, а скорее зависит от природы носителя и непосредственно пригодного для вдыхания вещества, независимо от того, существует ли оно в форме пара или в состоянии аэрозоля. Согласно некоторым вариантам реализации указанные термины могут быть взаимозаменяемыми. Таким образом, для простоты изложения термины, использованные для описания настоящего изобретения, понимаются как взаимозаменяемые, если однозначно не указано иное.
[0048] В одном аспекте изделие согласно настоящему изобретению в целом может содержать источник электрической энергии, нагревающий элемент, питаемый указанным источником электрической энергии, элемент системы управления или управляющий корпус, относящийся к доставке электрической энергии от источника электроэнергии к нагревающему элементу, и носитель пригодного для вдыхания вещества, выполненный с возможностью размещения рядом с нагревающим элементом или в прямом контакте с нагревающим элементом. Когда нагревающий элемент нагревает носитель пригодного для вдыхания вещества, указанное пригодное для вдыхания вещество формируется из пригодного для вдыхания вещества, освобождается из пригодного для вдыхания вещества или генерируется носителем пригодного для вдыхания вещества в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что использованные выше термины следует рассматривать как взаимозаменяемые таким образом, что используемые в настоящей заявке термины "освобождать", "освобождение", "освобождает" или "освобожденный" означают "формировать или генерировать", "формирование или генерирование", "формирует или генерирует" и "формируемый или генерируемый". В частности, пригодное для вдыхания вещество освобождается в форме пара или аэрозоля или их смеси.
[0049] Как показано на чертежах, изделие 10 согласно настоящему изобретению может содержать управляющий корпус 200 и картридж 300. Согласно конкретным вариантам реализации управляющий корпус 200 может быть выполнен с возможностью многократного использования, а картридж 300 может быть одноразовым. Согласно некоторым вариантам реализации все изделие 10 может быть одноразовым, причем управляющий корпус 200 может быть выполнен с обеспечением возможности только ограниченного числа использований (например, пока компонент электропитания батареи не перестанет питать изделие достаточной электроэнергией) с ограниченным числом картриджей 300, после чего все изделие 10, включая управляющий корпус 200, может быть утилизовано. Согласно другим вариантам реализации управляющий корпус 200 может содержать сменную батарею и, таким образом, может быть повторно использован с заменой большого числа батарей и картриджей 300. Изделие 10 может быть перезаряжающимся и, таким образом, может быть комбинировано со способом подзарядки любого типа, включая соединение с обычной розеткой бытовой электросети, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом для зажигалки) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля USB.
[0050] Несмотря на то что изделие согласно настоящему изобретению может быть осуществлено в различных вариантах, как подробно описано ниже, использование изделия потребителем в целом остается одинаковым. В частности, изделие может быть выполнено в форме нескольких компонентов, которые могут быть собраны потребителем для использования и затем демонтированы потребителем после использования. В частности, потребитель может иметь управляющий корпус многократного использования, который по существу имеет цилиндрическую форму с открытым концом (или в случае отсутствия стенки камеры проекционным концом) и противоположным ему закрытым концом. Закрытый конец управляющего корпуса может содержать один или большее количество индикаторов активного использования изделия. Потребитель дополнительно может иметь один или большее количество картриджей, которые взаимодействуют с открытым концом управляющего корпуса. Для использования изделия потребитель может вставить картридж в открытый конец управляющего корпуса или иным способом скомбинировать картридж с управляющим корпусом таким образом, чтобы изделие действовало как описано в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации картридж может быть вставлен в управляющий корпус на глубину, допустимую общей конструкцией компонентов. Как правило, часть картриджа, которая имеет размер по меньшей мере достаточный для вставления в ротовую полость потребителя для затяжки, может оставаться за пределами управляющего корпуса. Эта часть картриджа может быть обозначена как ротовой конец картриджа.
[0051] Во время использования потребитель инициирует нагрев нагревательного элемента, который расположен рядом с носителем пригодного для вдыхания вещества (или его конкретным слоем), и в результате нагрева носителя пригодное для вдыхания вещество освобождается в пространство внутри картриджа, так что пригодное для вдыхания вещество может быть готово для потребления. Когда потребитель вдыхает сквозь ротовой конец картриджа, воздух втягивается в картридж сквозь отверстия в управляющем корпусе и/или непосредственно картридже. Потребитель вдыхает комбинацию втянутого воздуха и освобожденного пригодного для вдыхания вещества, и вдыхаемые вещества перемещаются из ротового конца картриджа в ротовое отверстие потребителя. Для инициирования нагрева потребитель может вручную активировать кнопку или подобный компонент, который обеспечивает возможность приема нагревательным элементом электроэнергии от батареи или другого источника энергии. Электроэнергия может подаваться в течение заданного отрезка времени, или ее подачей можно управлять вручную. Предпочтительно электроэнергия по существу не поступает в изделие в промежутках между затяжками (несмотря на то что указанная энергия может поступать для поддерживания базовой температуры, которая больше, чем температура окружающей среды, например, для поддерживания температуры, которая облегчает быстрый нагрев до температуры активного нагревания). Согласно другим вариантам реализации нагрев может быть инициирован затяжкой потребителя путем использования различных датчиков, описанных в настоящей заявке. После прекращения затяжки нагревание останавливается или уменьшается. Когда потребитель совершил достаточное количество затяжек и таким образом освободил достаточное количество пригодного для вдыхания вещества (например, количество, достаточное для получения обычного курительного ощущения), картридж может быть удален из управляющего корпуса и утилизован.
[0052] Согласно другим вариантам реализации картридж первоначально может быть вставлен в управляющий корпус только на короткое расстояние. Во время использования картридж может быть дискретно перемещен глубже в управляющий корпус. Количество таких дискретных перемещений в управляющий корпус может соответствовать количеству затяжек, на которое рассчитан отдельный картридж. При каждой затяжке картридж дополнительно дискретно перемещается в управляющий корпус. Как только картридж полностью перемещен в корпус, и все затяжки исчерпаны, картридж может быть удален из управляющего корпуса и утилизован. Предшествующее описание использования изделия может быть применено к различным вариантам реализации, описанным в настоящей заявке, с незначительными изменениями, которые могут быть очевидными для специалиста в свете дальнейшего изложения настоящего описания. Однако, приведенное выше описание использования не предназначено для ограничения использования изделия согласно настоящему изобретению, но приведено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения.
[0053] Согласно конкретным вариантам реализации, показанным на фиг. 1-3, изделие 10 согласно настоящему изобретению может иметь общую форму, которая по существу может быть определена как подобная стержню или по существу трубчатой сформированной или по существу цилиндрической. Согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 1-3, изделие 10 имеет по существу круглое поперечное сечение; однако, другие формы поперечного сечения (например, овальная, квадратная, треугольная, и т.п.) также входят в объем защиты настоящего изобретения. Такая терминология, которая использована для описания физической формы изделия, также может быть применена при описании отдельных компонентов изделия, включая управляющий корпус 200 и картридж 300.
[0054] Управляющий корпус 200 и картридж 300, в частности, выполнены с обеспечением возможности взаимодействия друг с другом скользящим или иным способом дискретного перемещения. Как показано на фиг. 1, картридж 300 перемещается в открытый конец управляющего корпуса 200 таким образом, что во время функционирования картридж 300 и управляющий корпус 200 расположены коаксиально относительно друг друга. Согласно указанным вариантам реализации управляющий корпус 200 может содержать управляющий участок 205 и приемную камеру 210, в которую вставлен картридж 300. Как дополнительно описано ниже, на фиг. 2 и на фиг. 3 показано, каким образом во время использования согласно некоторым вариантам реализации изделие 10 может постепенно укорачиваться. В частности, согласно некоторым вариантам реализации картридж 300 может быть непрерывно или по участкам дискретно перемещен в управляющий корпус 200 таким образом, что картридж 300 может считаться полностью использованным, как только изделие 10 достигло своей минимальной длины. Также может быть использовано реверсное дискретное перемещение. Картридж 300 может быть перемещен непрерывно без ограничителей, установленных в заданных положениях в приемной камере 210. Согласно другим вариантам реализации заданные ограничители или заданные расстояния перемещения картриджа 300 в приемной камере 210 могут быть выбраны таким образом, что в результате дискретного перемещения картридж 300 перемещается только на заданную длину. В объем защиты настоящего изобретения включены различные средства для дискретного перемещения, которые дополнительно описаны в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации картридж 300 может быть частично или полностью вставлен потребителем в управляющий корпус 200 в начале использования. Несмотря на то что дискретное перемещение описано на примере постепенно укорачивающегося картриджа, настоящее изобретение также охватывает варианты реализации, согласно которым при использовании картридж полностью вставлен в управляющий корпус и дискретно перемещается из указанного корпуса в наружном направлении.
[0055] Изделие 10 согласно настоящему изобретению может быть дополнительно осуществлено в форме конкретного варианта реализации, показанного на фиг. 4, на котором часть изделия отрезана для удобства показа внутренних компонентов картриджа 300 и приемной камеры 210 управляющего корпуса 200. Картридж 300 содержит корпус 305, сформированный стенкой, которая имеет наружную поверхность и внутреннюю поверхность и придает корпусу 305 по существу трубчатую форму. Корпус 305 картриджа имеет противоположные терминальные концы, образующие взаимодействующий конец 310, который взаимодействует с приемной камерой 210 управляющего корпуса 200, и ротовой конец 315, выполненный с обеспечением возможности передачи пригодного для вдыхания вещества потребителю. Предпочтительно, но не обязательно, стенка корпуса 305 усилена в одном или обоих терминальных концах, например, фланцами 302, показанными на фиг. 4. В случае наличия внешней оболочки 380 использование фланцев может способствовать образованию защищенной области 389 между картриджем и оболочкой (как показано на фиг. 4а).
[0056] Корпус 305 картриджа может быть выполнен из любого материала, подходящего для формирования и поддерживания соответствующей конфигурации, такой как трубчатая форма, а также для удерживания в нем носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Корпус 305 может быть сформирован одиночной стенкой, как показано на фиг. 4а. Согласно некоторым вариантам реализации корпус 305 выполнен из материала (натурального или синтетического), который является термостойким для сохранения прочности конструкции, например, функционирования без ухудшения прочности по меньшей мере при температуре нагревания, обеспеченной электрическим нагревательным элементом, как описано ниже в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации может быть использован термостойкий полимер. Согласно другим вариантам реализации корпус 305 может быть выполнен из бумаги, такой как бумага, которой может быть придана по существу трубчатая форма. Как описано ниже в настоящей заявке, корпус 305, такой как бумажная трубка, может иметь один или большее количество слоев, соединенных между собой, которые по существу не пропускают пар. Согласно одному варианту реализации слой алюминиевый фольги может быть ламинирован с одной поверхностью корпуса картриджа. Также могут быть использованы керамические материалы. Согласно другим вариантам реализации может быть использован изолирующий материал для препятствия отбору тепла от носителя пригодного для вдыхания вещества. Корпус 305, сформированный из одиночного слоя, может иметь толщину, которая предпочтительно составляет примерно от 0,2 мм до примерно 5,0 мм, от примерно 0,5 мм до примерно 4,0 мм, от примерно 0,5 мм до примерно 3,0 мм, или от примерно 1,0 мм до примерно 3,0 мм. Дополнительные примеры типов компонентов и материалов, которые могут быть использованы для обеспечения функционирования описанного выше устройства или использованы в качестве альтернативных материалов и компонентов взамен указанных выше, описаны в патентных публикациях США №№2010/00186757 (Crooks и др.); 2010/00186757 (Crooks и др.); 2011/0041861 (Sebastian и др.), которые полностью включены по ссылке в настоящую заявку.
[0057] Внутренняя поверхность стенки корпуса 305 картриджа ограничивает внутреннее пространство картриджа, и в указанном пространстве размещен носитель 350 пригодного для вдыхания вещества. Носитель 350 пригодного для вдыхания вещества может быть любым материалом, который в нагретом состоянии освобождает пригодное для вдыхания вещество, такое как содержащее аромат вещество. Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 4, носителем 350 пригодного для вдыхания вещества является твердая подложка, содержащая пригодное для вдыхания вещество. Пригодное для вдыхания вещество, в частности, может быть компонентом табака или извлеченным из табака материалом (т.е. материалом, который присутствует в естественном состоянии в табаке и который может быть изолирован от самого табака или изготовлен искусственным способом). Например, носитель пригодного для вдыхания вещества может содержать табачный экстракт или его фракции, комбинированные с инертной подложкой. Носитель пригодного для вдыхания вещества дополнительно может содержать несожженный табак или композицию, содержащую несожженный табак, который в нагретом до температуры ниже его температуры сгорания состоянии освобождает пригодное для вдыхания вещество. Менее предпочтительно носитель пригодного для вдыхания вещества может содержать табачный конденсат или его фракции (т.е. конденсированные компоненты дыма, полученные при сжигании табака, содержащие ароматы и, возможно, никотин).
[0058] Табачные материалы, пригодные для использования в настоящем изобретении, могут быть различными и могут включать, например, табак трубоогневой сушки, табак Берли, Ориентальный табак или Мэрилендский табак, темный табак, темный табак дымовой сушки и табаки Rustica (махорку), а также другие редкие или специальные табаки или их смеси. Табачные материалы также могут включать так называемые "смешанные" формы и обработанные формы, такие как обработанные стебли табака (например, с нарезанной свернутой или нарезанной взорванной табачной жилкой), табак с увеличенным объемом (например, расширенный табак, такой как взорванный табак (DIET), предпочтительно в форме крошки), восстановленный табак (например, восстановленный табак, изготовленный с использованием бумагоделательной или поливной листовых технологий). Различные типичные типы табака, обработанные типы табака и типы смесей табака описаны в патентах США №№4,836,224 (Lawson и др.); 4,924,888 (Perfetti и др.); 5,056,537 (Brown и др.); 5,159,942 (Brinkley и др.); 5,220,930 (Gentry); 5,360,023 (Blakley и др.); 6,701,936 (Shafer и др.); 7,011,096 (Li и др.); и 7,017,585 (Li и др.); 7,025,066 (Lawson и др.); патентной заявке США №2004-0255965 (Perfetti и др.); патенте РСТ WO 02/37990 (Bereman; Bombick и др.), а также в издании "Фундаментальная и прикладная токсикология", т. 39, стр. 11-17 (1997); которые по ссылке включены в настоящую заявку. Другие примеры составов табака, которые могут быть пригодными для использования в курительном устройстве, включая составы согласно настоящему изобретению, описаны в патенте США №7,726,320 (Robinson и др.), который полностью включен по ссылке в настоящую заявку.
[0059] Кроме того, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества может содержать инертную подложку, содержащую пригодное для вдыхания вещество или его предшествующий продукт, интегрированный в него или нанесенный на него иным способом. Например, жидкость, содержащая пригодное для вдыхания вещество, может покрывать инертную подложку или может быть поглощена инертной подложкой или адсорбирована в инертную подложку таким образом, что при нагревании пригодное для вдыхания вещество освобождается в форме, которая может быть извлечена из изделия согласно настоящему изобретению путем приложения положительного или отрицательного давления.
[0060] В дополнение к веществу, пригодному для вдыхания, (например, ароматическим веществам, никотину или фармацевтическим препаратам вообще) носитель пригодного для вдыхания вещества может содержать один или большее количество формирующих аэрозоль или пар материалов, таких как многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смеси) и/или воду. Типичные формирующие аэрозоль материалы описаны в патентах США №№4,793,365 (Sensabaugh, младший и др.); 5,101,839 (Jakob и др.); патенте РСТ WO 98/57556 (Biggs и др.), а также в монографии "Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания" табачной компании R.J. Reynolds (1988); которые по ссылке включены в настоящую заявку. Предпочтительный формирующий аэрозоль материал генерирует видимый аэрозоль при достаточном нагревании, и наиболее предпочтительный формирующий аэрозоль материал генерирует аэрозоль, который, как считается, "подобен дыму". Дополнительные табачные материалы, такие как табачное ароматическое масло, табачная эссенция, высушенный распылением табачный экстракт, высушенный замораживанием табачный экстракт, табачная пыль или им подобные материалы могут быть скомбинированы с формирующим пар или формирующим аэрозоль материалом. Также подразумевается, что само пригодное для вдыхания вещество может быть использовано в форме, из которой после нагревания оно освобождается в виде пара, аэрозоля или их комбинации. Согласно другим вариантам реализации пригодное для вдыхания вещество не обязательно освобождается в форме пара или аэрозоля, но формирующие пар или аэрозоль материалы, который могут быть комбинированы друг с другом, могут формировать пар или аэрозоль после нагревания и по существу функционировать непосредственно в качестве носителя пригодного для вдыхания вещества. Таким образом, пригодное для вдыхания вещество может быть охарактеризовано как покрывающее подложку, поглощенное подложкой, адсорбированное в подложку или являющееся естественным компонентом подложки (т.е. материалом, формирующим подложку, таким как табак или извлеченный из табака материал). Аналогично, формирующий аэрозоль или формирующий пар материал может быть охарактеризован схожим образом. Согласно некоторым вариантам реализации носитель пригодного для вдыхания вещества, в частности, может содержать подложку с веществом, пригодным для вдыхания, и отдельным формирующим аэрозоль материалом, включенным в нее. Также, при использовании подложка нагревается, формирующий аэрозоль материал испаряется и принимает форму пара с указанным веществом, пригодным для вдыхания. Согласно конкретному варианту реализации носитель пригодного для вдыхания вещества может содержать твердую подложку с суспензией табака и формирующего аэрозоль материала и/или формирующего пар материала, покрывающего указанный носитель или поглощенный или адсорбированный указанным носителем. Компонент подложки может быть любым материалом, который не воспламеняется или ухудшается иным способом при температурах, описанных в настоящей заявке, которых достигает нагревательный элемент для облегчения освобождения пригодного для вдыхания вещества. Например, может быть использован бумажный материал, включая табачную бумагу (например, подобный бумаге материал, содержащий волокна табака и/или восстановленный табак). Таким образом, согласно различным вариантам реализации носитель пригодного для вдыхания вещества может быть охарактеризован как содержащий пригодное для вдыхания вещество, или согласно другому варианту реализации как содержащий пригодное для вдыхания вещество и отдельно формирующий аэрозоль или формирующий пар материал, согласно другому варианту реализации как содержащий пригодное для вдыхания вещество и подложку, или согласно другому варианту реализации как содержащий носитель пригодного для вдыхания вещества, отдельно формирующий аэрозоль или формирующий пар материал и подложку. Таким образом, подложка может содержать одно или оба из пригодного для вдыхания вещества и формирующего аэрозоль или пар материала.
[0061] В случае необходимости табачный материал или носитель пригодного для вдыхания вещества в целом могут дополнительно включать другие компоненты, такие как сахар, глицерин, ваниль, какао, лакрицу и другие ароматические материалы, такие как ментол. Примеры составов растительного происхождения, которые могут быть использованы в данном случае, описаны в патентных заявках США №№12/971,746 (Dube и др.) и 13/015,744 (Dube и др.). Выбор указанных дополнительных компонентов может быть изменен на основании факторов, таких как органолептические показатели, которые необходимы для настоящего изделия, и настоящее изобретение охватывает любые такие дополнительные компоненты, которые могут быть очевидными для специалистов. Указанные дополнительные компоненты описаны в публикациях: "Ароматизаторы табака и способы", Gutcho, Noyes Data Corp. (1972); и "Ароматизатор табака для курительных продуктов", Leffingwell и др., (1972).
[0062] Пригодное для вдыхания вещество и/или отдельный формирующий пар материал могут быть размещены на подложке в различных конфигурациях. Например, оба материала могут быть соединены с подложкой таким образом, что концентрация каждого материала вдоль подложки является по существу постоянной (например, путем разделения подложки в длину на множество участков, причем полная концентрация материала в каждом отдельном участке по существу может быть одинаковой, например, изменяющейся меньше чем на 10%, меньше чем на 5% или меньше чем на 2% по массе). Согласно другим вариантам реализации один или оба из материалов могут присутствовать в заданном шаблоне. Например, шаблон может быть градиентом, с которым концентрация непрерывно увеличивается или уменьшается вдоль подложки. Таким образом, первая затяжка посредством изделия может доставить порцию пригодного для вдыхания вещества, которая значительно больше или меньше, чем порция пригодного для вдыхания вещества в последней затяжке. Кроме того, шаблон может быть выбран таким образом, что шарик пригодного для вдыхания вещества размещен в некотором местоположении вдоль подложки (например, в местоположении, соответствующем первой затяжке, последней затяжке или некоторой промежуточной затяжке на изделии). В свете настоящего изобретения может быть предположено широкое разнообразие подобных шаблонов, и все такие модификации таким же образом охватываются настоящим изобретением. Подобным образом, указанное шаблонирование может быть применено к дополнительным компонентам, как описано в настоящей заявке (например, ароматизаторам). Например, шарик ароматизатора может быть размещен на подложке по существу с возможностью соответствия последней затяжке или последним двум или трем затяжкам. Появление указанного аромата может сигнализировать потребителю о том, что приближается или уже достигнута конечная затяжка с использованием указанного устройства.
[0063] Кроме того, освобождение пригодного для вдыхания вещества (и любых других компонентов, таких как ароматизаторы) может быть соединено с активацией конкретного нагревательного элемента. Например, могут быть использованы множество нагревательных элементов, и по меньшей мере два различных пригодных для вдыхания вещества могут быть по отдельности соединены с двумя различными нагревательными элементами. В неограничивающем примере могут быть использованы десять нагревательных элементов, причем девять из указанных нагревательных элементов могут быть соединены с первым веществом, пригодным для вдыхания, (например, табачным компонентом), и один из нагревательных элементов может быть соединен с конкретным ароматизатором (например, ментолом). Два нагревательных элемента могут быть использованы поочередно; первый нагревательный элемент может нагревать носитель пригодного для вдыхания вещества для выпуска аэрозоля, достаточного, например, для 6-10 затяжек, сделанных потребителем; второй нагревательный элемент может нагревать второй носитель пригодного для вдыхания вещества для выпуска аэрозоля, достаточного, например, для одной или двух затяжек. Также могут быть использованы дополнительные комбинации отдельных нагревательных элементов с различными компонентами, пригодными для вдыхания. В случае необходимости изделие согласно настоящему изобретению может быть оборудовано переключающим механизмом, которым управляет пользователь, (или даже предварительно запрограммированным механизмом для автоматического переключения) для обеспечения возможности активирования двух или большего количества выбранных нагревательных элементов по существу одновременно для освобождения аэрозоля с органолептическими компонентами, соединенными с соответствующими нагревательными элементами. Например, один или большее количество ароматов могут быть соединены с отдельными нагревательными элементами таким образом, что потребитель во время отдельных затяжек с использованием изделия согласно настоящему изобретению может получить аэрозоль с различными ароматами.
[0064] Согласно конкретным вариантам реализации в частности предпочтительно носитель пригодного для вдыхания вещества содержит твердую подложку и имеет большую площадь поверхности по отношению к объему. Такой подход, в частности, может быть предпочтителен для одновременного увеличения объема пара или аэрозоля, который может быть освобожден из подложки в воздушный поток, и снижения температуры, требующейся для обеспечения необходимого выпущенного объема, без необходимости использования в качестве подложки материала с высокой удельной теплопроводностью. Кроме того, увеличенная площадь поверхности обеспечивает увеличенную площадь контакта подложки с нагревательным элементом, что в свою очередь позволяет снизить температуру нагревания. В частности, увеличение площади поверхности может облегчить образование аэрозоля при пониженных давлениях пара и таким образом обеспечить возможность формирования необходимого количества аэрозоля при пониженной температуре, в результате чего может быть снижено потребление энергии и уменьшить риск образования нежелательных побочных продуктов термического разложения. Согласно конкретным вариантам реализации увеличенная площадь поверхности может быть обеспечена путем использования подложек, имеющих высокую пористость и/или имеющих свернутый в спираль поверхностный профиль.
[0065] Подложка, в частности, также может быть охарактеризована в отношении толщины. Предпочтительно подложка является относительно тонкой для облегчения теплопередачи от нагревательного элемента к веществу, пригодному для вдыхания, которое необходимо испарить. Подложка может иметь среднюю толщину меньше чем 5 мм, меньше чем 3 мм, меньше чем 2 мм, меньше чем 1 мм, меньше чем 0,75 мм или меньше чем 0,5 мм.
[0066] Согласно одному варианту реализации, показанному на фиг. 4, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества по существу имеет трубчатую форму и образован стенкой 352, имеющей внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Как указано выше, стенка 352 подложки по существу может быть выполнена из материала, который может включать в себя пригодное для вдыхания вещество, (например, табачной бумаги), или может быть выполнена из любого другого материала (например, бумаги), который может содержать в себе пригодное для вдыхания вещество и/или формирователь пара или формирователь аэрозоля. В дополнение к веществу, пригодному для вдыхания, и/или формирующему пар или формирующему аэрозоль веществу, стенка подложки может содержать дополнительные компоненты. Например, во внутреннюю поверхность стенки носителя пригодного для вдыхания вещества может быть включен пароизолятор 375 (как показано на фиг. 4а) для предотвращения освобождения пара или аэрозоля во внутренний объем носителя пригодного для вдыхания вещества и облегчения освобождения пара или аэрозоля в кольцевое пространство 319, ограниченное наружной поверхностью стенки 352 носителя пригодного для вдыхания вещества и внутренней поверхностью стенки корпуса 305 картриджа. Такое кольцевое пространство может охватывать часть внутреннего пространства картриджа. Может быть использован любой пароизолирующий материал, такой как металлическая фольга. Согласно другому варианту реализации пароизолятор может быть размещен на наружной поверхности стенки 352 носителя пригодного для вдыхания вещества согласно вариантам реализации, в которых нагревательный элемент входит в контакт с наружной поверхностью вместо внутренней поверхности стенки 352 носителя пригодного для вдыхания вещества. Предпочтительно пароизолятор размещен на поверхности стенки, которая является соседней (или находится в контакте) с нагревательным элементом, когда носитель 350 пригодного для вдыхания вещества находится в нагретом состоянии. Согласно конкретным вариантам реализации пароизолятор может быть выполнен из материала, который является электрически изолирующим, или может содержать слой электрически изолирующего материала, который может находиться в контакте с нагревательным элементом 400. Например, в качестве пароизолятора может быть использована металлическая фольга, причем указанная фольга может иметь изолирующий монослой, например, металлооксидный слой, который находится в контакте с нагревательным элементом.
[0067] Согласно другим вариантам реализации носитель пригодного для вдыхания вещества может быть выполнен из материала, который смягчает или изменяет фазу (особенно из твердой в расплавленную) примерно при рабочей температуре изделия. Например, носитель пригодного для вдыхания вещества может быть воском или гелем, а пригодное для вдыхания вещество может быть погружено в него. Согласно таким вариантам реализации в частности может быть предпочтительным использование пароизолятора (или подобного материала), который поддерживает носитель пригодного для вдыхания вещества и по существу препятствует контакту носителя пригодного для вдыхания вещества с нагревательным элементом. Аналогично, носитель пригодного для вдыхания вещества может содержать пароизолирующий слой, покрытый веществом, пригодным для вдыхания, и/или формирующим аэрозоль материалом. Например, один или большее количество таких покрывающих материалов может быть использован в данной микроинкапсулированной форме, которая предпочтительно освобождает свои компоненты при температуре в пределах одного или большего количества рабочих диапазонов, отличающихся от описанных в настоящей заявке. Технология микрокапсулирования, которая может быть пригодной для использования в данных вариантах реализации, описана, например, в патенте США №4,464,434 (Davis).
[0068] Согласно другим вариантам реализации (таким как показанный на фиг. 4b), корпус 305 картриджа может быть сформирован множественными слоями. Например, на фиг. 4b показан дополнительный вариант реализации, согласно которому корпус картриджа содержит первый наружный слой 306, выполненный из первого материала, и второй внутренний слой 307, выполненный из того же или другого материала. Также могут быть использованы дополнительные слои. Предпочтительно первый наружный слой 306 выполнен из материала с закрытой структурой. Закрытая структура означает, что материал по существу предотвращает проникновение аэрозоля или пара во внутреннюю часть слоя таким образом, что указанные аэрозоль или пар могут распространяться вдоль корпуса 305 картриджа в направлении к ротовому концу 315. Например, первый наружный слой 306 может содержать бумажный материал или подходящий полимерный материал, как описано выше. Указанный первый наружный слой может иметь толщину, которая предпочтительно меньше чем примерно 1 мм, меньше чем примерно 0,9 мм, меньше чем примерно 0,8 мм, меньше чем примерно 0,7 мм, меньше чем примерно 0,6 мм или меньше чем примерно 0,5 мм. Согласно другому варианту реализации первый наружный слой может иметь толщину от примерно 0,1 мм до примерно 1,0 мм, от примерно 0,2 мм до примерно 0,8 мм, от примерно 0,25 мм до примерно 0,75 мм, или от примерно 0,3 мм до примерно 0,7 мм.
[0069] Второй внутренний слой 307 предпочтительно имеет толщину, которая больше, чем толщина первого наружного слоя 306, и может составлять от примерно 0,8 мм до примерно 4 мм, от примерно 1 мм до примерно 3,5 мм, или от примерно 1,2 мм до примерно 3,0 мм. Второй внутренний слой может находиться в прямом контакте с материалом 350 табачной подложки. Также, предпочтительно второй внутренний слой имеет по существу открытую конструкцию. Находясь в прямом контакте с носителем 350 пригодного для вдыхания вещества, второй внутренний слой может являться для него надежной опорой. Таким образом, корпус картриджа и в частности его второй внутренний слой 307 могут быть охарактеризованы как обеспечивающие непрерывную опору для носителя 350 пригодного для вдыхания вещества по существу вдоль всей его длины (например, вдоль по меньшей мере примерно 75%, по меньшей мере примерно 85%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95% его длины). Имеющий открытую конструкцию, второй внутренний слой обеспечивает возможность перемещения сгенерированного аэрозоля или пара от носителя пригодного для вдыхания вещества, причем указанная открытая конструкция предпочтительно проходит вдоль корпуса картриджа к ротовому концу 315. Таким образом, кольцевое пространство 319, ограниченное внутренней поверхностью корпуса картриджа и наружной поверхностью носителя пригодного для вдыхания вещества, как описано ниже в настоящей заявке, замещен открытой конструкцией второго внутреннего слоя корпуса картриджа, которая выполняет те же функции. Таким образом, полость во втором внутреннем слое картриджа может иметь по существу те же характеристики кольцевого пространства, что и описанные ниже в настоящей заявке, (например, объем, и т.п.). Согласно конкретным вариантам реализации открытая конструкция второго внутреннего слоя сформирована таким образом, что по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 85% слоя пропорционально объему представляют собой открытое пустое пространство. Согласно конкретным вариантам реализации открытое пространство второго внутреннего слоя может составлять от примерно 50% до примерно 90%, от примерно 60% до примерно 85%, или от примерно 65% до примерно 80% по объему второго внутреннего слоя. Указанный относительно толстый и пористый слой может быть охарактеризован как обеспечивающая сбор/генерацию аэрозоля область и согласно одному варианту реализации может представлять собой гофрированный слой бумажного или полимерного материала. Согласно другому варианту реализации второй внутренний слой может быть пористой прокладкой из материала, такого как ацетилцеллюлозное волокно, хлопковые волокна, или любых других материалов, пригодных для формирования нетканой пористой прокладки, такой как прокладка, произведенная фильерным способом из полипропилена, волокон полилактидов, волокон полигидрокси-алканоата, стекловолокна, и т.п.. Указанные материала могут быть описаны как материалы с открытыми ячейками.
[0070] Согласно другим вариантам реализации, как показано на фиг. 4с, корпус картриджа может быть сформирован первым наружным слоем 306, который по существу имеет закрытую конструкцию, и вторым внутренним слоем 307, который имеет открытую конструкцию, как описано выше, причем указанные два слоя могут быть разделены пустым пространством 308, как описано ниже в настоящей заявке. Таким образом, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества по существу снабжен непрерывной опорой, сквозь которую сгенерированный пар или аэрозоль могут протекать в полость 308, при этом пар или аэрозоль могут протекать вдоль указанной полости к ротовому концу 315 корпуса картриджа по существу без проникновения сквозь первый наружный слой. В указанном пустом пространстве могут быть размещены одна или большее количество распорок 309, соединяющих первый наружный слой с вторым внутренним слоем без ограничения протекания любого аэрозоля или пара вдоль корпуса картриджа в указанном пустом пространстве.
[0071] Как картридж 300 в целом, трубчатая стенка 352 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества имеет противоположные терминальные концы, причем первый конец 353 расположен рядом с ротовым концом 315 корпуса 305 картриджа, и второй конец 354 расположен рядом с взаимодействующим концом 310 корпуса 305 картриджа. Носитель пригодного для вдыхания вещества, в частности, может быть скреплен с корпусом картриджа в соответствующих терминальных концах каждого компонента. Такое крепление может быть прямым или косвенным. Например, как показано на фиг. 4, второй конец 354 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества непосредственно скреплен с взаимодействующим концом 310 корпуса 305 картриджа (в частности, в области фланца 302). Такое непосредственное крепление может быть осуществлено с использованием любого подходящего средства, такого как адгезив. Первый конец 353 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества косвенно скреплен с ротовым концом 315 корпуса 305 картриджа посредством элемента 360 каркаса. Согласно данному варианту реализации элемент 360 каркаса имеет наружную стенку 361, фланец 362, центральную втулку 363 и множество спиц 364, соединяющих центральную втулку 363 с наружной стенкой 361 таким образом, что между наружной стенкой 361 и центральной втулкой 363 существует открытое пространство. Для ясности, на фиг. 5 показан вид с торца картриджа (без внешней оболочки 380), на котором по существу показан элемент каркаса. Центральная втулка 363 имеет форму поперечного сечения, которая по существу идентична форме поперечного сечения носителя пригодного для вдыхания вещества (т.е. круглую согласно настоящему варианту реализации), причем втулка имеет наружный диаметр, размер которого является таким, что указанная втулка закреплена в первом конце 353 носителя пригодного для вдыхания вещества, стенка 352 носителя пригодного для вдыхания вещества в первом конце находится в прямом контакте с втулкой и предпочтительно соединена с ней (например, адгезивом или подобным подходящим средством скрепления). Втулка, в частности, может иметь удлиненную наружную стенку, которая обеспечивает достаточное пространство для скрепления с носителем пригодного для вдыхания вещества и для скрепления со спицами 364. Втулка может иметь толщину, которая по существу равна длине удлиненной стенки, или удлиненная стенка может иметь длину, которая больше, чем толщина втулки, причем дополнительная длина проходит в одном или обоих из переднего и заднего направлений за пределы корпуса втулки. Таким образом, носитель пригодного для вдыхания вещества подвешен внутри корпуса картриджа и поддерживается в нем благодаря растягивающему напряжению, действующему вдоль имеющего трубчатую форму носителя пригодного для вдыхания вещества, созданному скреплениями в его первом конце и втором конце с ротовым концом 315 и взаимодействующим концом 310 соответственно корпуса картриджа.
[0072] Растягивающее напряжение носителя пригодного для вдыхания вещества может быть в частности пригодным для обеспечения конкретных рабочих характеристик изделия согласно настоящему изобретению. Как описано ниже в настоящей заявке, предпочтительно носитель пригодного для вдыхания вещества имеет относительно небольшую толщину таким образом, что нагрев эффективно передается, в частности, при использовании подложек, таких как бумага, отличающихся относительно низкой теплопередачей. Однако, подложки, имеющие небольшую толщину, могут иметь относительно низкую прочность в некоторых направлениях и относительно высокую прочность в других направлениях. Например, тонкая бумага имеет достаточно высокую прочность на разрыв по сравнению с ее прочностью на сминание. Растягивающее напряжение также может улучшить прямой контакт нагревательного элемента с поверхностью носителя пригодного для вдыхания вещества для нагревания (включая используемую подложку или пароизолятор, который может присутствовать). Указанный прямой контакт дополнительно может быть улучшен путем использования нагревательного элемента с наружным диаметром, который больше, чем внутренний диаметр трубки носителя пригодного для вдыхания вещества, таким образом, что нагревательный элемент фактически обеспечивает напряжение носителя пригодного для вдыхания вещества по существу перпендикулярно его продольной оси. В частности, наружный диаметр нагревательного элемента может превышать внутренний диаметр носителя пригодного для вдыхания вещества (или внутренний диаметр любого другого слоя, такого как пароизолирующий слой, расположенный внутри носителя) на величину от примерно 1% до примерно 20%, от примерно 2% до примерно 15%, от примерно 3% до примерно 12%, или от примерно 5% до примерно 10%.
[0073] Как описано выше, взаимодействующий конец 310 картриджа 300 имеет размер и форму, подходящие для вставки в управляющий корпус 200. Приемная камера 210 управляющего корпуса 200 может быть охарактеризована как ограниченная стенкой 212, имеющей внутреннюю поверхность и наружную поверхность, причем указанная внутренняя поверхность ограничивает внутренний объем приемной камеры. Таким образом, самый большой наружный диаметр (или другой размер в зависимости от конкретной формы поперечного сечения согласно различным вариантам реализации) картриджа 300 предпочтительно является размером, который меньше, чем внутренний диаметр (или другой размер) внутренней поверхности стенки открытого конца приемной камеры в управляющем корпусе. В идеальном случае, различие между соответствующими диаметрами является достаточно небольшим таким образом, что картридж плотно вставлен в приемную камеру, и фрикционные силы препятствуют его перемещению без приложения силы. С другой стороны, различие в диметрах должно быть достаточным для обеспечения возможности скольжения картриджа или его дискретного перемещения иным способом в пределах приемной камеры без необходимости приложения чрезмерной силы. Согласно другим вариантам реализации изделие 10 может быть выполнено таким образом, что картридж (или его часть) перемещается поверх и вокруг приемной камеры управляющего корпуса. Например, картридж может быть выполнен таким образом, что внешняя оболочка 380 картриджа имеет внутренний диаметр, который больше, чем наружный диаметр управляющего корпуса в конце приемной камеры. Таким образом, внешняя оболочка картриджа перемещается поверх управляющего корпуса, но другие компоненты картриджа, тем не менее, могут рассматриваться как выполненные с возможностью вставления в приемную камеру управляющего корпуса.
[0074] Согласно предпочтительным вариантам реализации изделие 10 может иметь размер, совпадающий с размером и формой сигареты или сигары. Таким образом, изделие может иметь диаметр от примерно 5 мм до примерно 25 мм, от примерно 5 мм до примерно 20 мм, от примерно 6 мм до примерно 15 мм, или от примерно 6 мм до примерно 10 мм. Такой размер, в частности, может соответствовать наружному диаметру управляющего корпуса 200. Таким образом, наружный диаметр картриджа 300 может быть достаточно уменьшен для обеспечения возможности дискретного перемещения картриджа в пределах приемной камеры 210, как описано в настоящей заявке. Как показано на фиг. 4, внешняя оболочка 380 картриджа может быть выполнена с возможностью обеспечения увеличенного диаметра в области ротового конца 315. Эта область увеличенного диаметра предпочтительно создана таким образом, что указанный диаметр равен по меньшей мере диаметру приемного конца управляющего корпуса. Таким образом, стенка 316 ротового конца сформирована с возможностью функционирования в качестве ограничителя, который препятствует полному вставлению картриджа в приемную камеру управляющего корпуса.
[0075] Стенка может ограничивать ротовой конец картриджа за счет расстояния от него до терминального ротового конца картриджа. Указанный участок может представлять собой область увеличенного диаметра, как показано на фиг. 4. Длина части ротового конца, имеющей область увеличенного диаметра, может быть различной и может находиться в диапазонах, таких как от примерно 5 мм до примерно 25 мм, от примерно 8 мм до примерно 22 мм, или от примерно 10 мм до примерно 20 мм. Указанная область может содержать фильтр, как описано ниже в настоящей заявке. Кроме того, согласно другим вариантам реализации ротовой конец внешней оболочки или картриджа в его остальной части может иметь по существу тот же самый диаметр. Согласно указанным вариантам реализации ротовой конец может быть ограничен как секция картриджа, которая не нагревается при использовании и на которой могут быть размещены губы пользователя. Кроме того, согласно указанным вариантам реализации может присутствовать стенка ротового конца для функционирования в качестве ограничителя. Согласно другому варианту реализации может быть использовано другое ограничительное средство, включая средство, расположенное внутри картриджа и/или приемной камеры управляющего корпуса.
[0076] Управляющий корпус 200 и картридж 300 аналогично могут быть охарактеризованы в отношении общей длины. Например, управляющий корпус может иметь длину от примерно 40 мм до примерно 120 мм, от примерно 45 мм до примерно 110 мм или от примерно 50 мм до примерно 100 мм. Картридж может иметь длину от примерно 20 мм до примерно 60 мм, от примерно 25 мм до примерно 55 мм или от примерно 30 мм до примерно 50 мм. Длина управляющего корпуса по существу может быть разделена одинаково между управляющим участком 205 и принимающим концом (который может быть ограничен приемной камерой 210 или выступом 225). Согласно другому варианту реализации один или другой из указанных элементов может охватывать примерно 55%, примерно 60%, примерно 65% или примерно 70% полной длины управляющего корпуса. Согласно другим вариантам реализации приемная камера может иметь длину, которая составляет от примерно 70% до примерно 120%, от примерно 80% до примерно 110% или от примерно 85% до примерно 100% длины картриджа. Выступ в частности может иметь длину от примерно 10 мм до примерно 50 мм, от примерно 15 мм до примерно 45 мм или от примерно 20 мм до примерно 40 мм.
[0077] Выступ может быть выполнен из различных материалов. Согласно конкретным вариантам реализации выступ может быть выполнен из теплоизолирующего материала. Может быть желательным максимизировать тепло, переданное от нагревательного элемента к носителю пригодного для вдыхания вещества, но не выступу.
[0078] Внешняя оболочка 380 картриджа может быть выполнена из любого материала, пригодного для создания дополнительной структуры и/или размера для корпуса 305 картриджа. Предпочтительно внешняя оболочка содержит материал, препятствующий теплопередаче, который может включать бумагу или другой волокнистый материал, такой как целлюлоза. Внешняя оболочка также может содержать множество слоев, таких как основной слой, рыхлый слой и покрывающий слой, такой как обычная сигаретная оберточная бумага. Внешняя оболочка, в частности, может содержать материал, обычно используемый в известном фильтрующем элементе для сигарет, такой как ацетил целлюлоза. Общая длина внешней оболочки в случае ее использования может быть различной и может находиться в диапазоне от величины, по существу равной длине корпуса картриджа (и носителя 350 пригодного для вдыхания вещества), до величины, составляющей примерно две длины корпуса картриджа. Таким образом, внешняя оболочка может быть охарактеризована как проходящая за пределы взаимодействующего конца 310 корпуса картриджа и/или как проходящая за пределы ротового конца 315 корпуса картриджа. Таким образом, каждый из корпуса картриджа и носителя пригодного для вдыхания вещества имеет длину, которая меньше, чем длина внешней оболочки, на величину до примерно 50%, до примерно 30% или до примерно 10%. Предпочтительно каждый из корпуса картриджа и носителя пригодного для вдыхания вещества имеет длину, которая меньше, чем длина внешней оболочки, по меньшей мере на 10%, по меньшей мере на 15% или по меньшей мере на 20%. В частности, расстояние, на которое внешняя оболочка проходит за пределы взаимодействующего конца 310 корпуса картриджа, может составлять примерно 5%, примерно 10%, примерно 15%, примерно 20%, примерно 25%, примерно 30%, примерно 40%, примерно 50%, примерно 60%, примерно 70%, примерно 80%, примерно 90% или примерно 100% длины корпуса картриджа. Кроме того, расстояние, на которое внешняя оболочка проходит за пределы взаимодействующего конца корпуса картриджа, может составлять от примерно 5% до примерно 100%, от примерно 10% до примерно 90%, от примерно 15% до примерно 80%, от примерно 20% до примерно 75%, от примерно 25% до примерно 70% или от примерно 30% до примерно 60% длины корпуса картриджа. Расстояние, на которое внешняя оболочка проходит за пределы ротового конца корпуса картриджа, может составлять по меньшей мере примерно 1%, по меньшей мере примерно 2%, по меньшей мере примерно 3%, по меньшей мере примерно 4%, по меньшей мере примерно 5%, по меньшей мере примерно 6%, по меньшей мере примерно 7%, по меньшей мере примерно 8%, по меньшей мере примерно 9% или по меньшей мере примерно 10% длины корпуса картриджа. Согласно другим вариантам реализации указанное расстояние может составлять от примерно 2% до примерно 20%, от примерно 4% до примерно 18% или от примерно 5% до примерно 15% длины корпуса картриджа. Избыточная длина внешней оболочки во взаимодействующем конце картриджа может функционировать для защиты носителя пригодного для вдыхания вещества внутри и также для повышения конструктивной целостности изделия 10, когда картридж вставлен в приемную камеру 210 только до точки, в которой нагревательный элемент начинает контактировать с носителем пригодного для вдыхания вещества. Избыточная длина внешней оболочки в ротовом конце картриджа может функционировать для простого отделения корпуса картриджа от ротового отверстия потребителя или для обеспечения пространства для размещения фильтрующего материала, или для воздействия на вдыхание сквозь изделие или воздействия на характеристики потока пара или аэрозоля, выходящего из изделия во время вдыхания.
[0079] Согласно другому варианту реализации внешняя оболочка может отсутствовать, и носитель пригодного для вдыхания вещества просто по существу может быть короче, чем корпус картриджа. Схожим образом, внешняя оболочка и корпус картриджа по существу могут быть скомбинированы в единый элемент, который исполняет функции обоих элементов, как описано ниже в настоящей заявке. Согласно данным вариантам реализации кольцевое пространство 319, в котором образуется пар, может представлять собой пространство между носителем пригодного для вдыхания вещества и наружным корпусом (т.е. комбинированным корпусом картриджа и внешней оболочкой). Например, как показано на фиг. 4, корпус 305 картриджа может отсутствовать, и внешняя оболочка 380 по существу может функционировать в качестве корпуса картриджа, т.е. наружного корпуса. В частности, второй конец 354 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества может быть соединен непосредственно с наружным корпусом. Например, для соединения второго конца носителя пригодного для вдыхания вещества с наружным корпусом может быть использован наконечник (не показан). Носитель пригодного для вдыхания вещества может быть перфорированным для обеспечения возможности протекания воздуха в кольцевое пространство. Согласно другому варианту реализации перфорации могут быть выполнены в наружном корпусе (или картридже и/или внешней оболочке, в зависимости от конкретного варианта реализации) в области кольцевого пространства. Таким образом, изобретение согласно всем вариантам реализации охватывает использование перфораций или отверстий, в случае необходимости выполненных в компонентах, для обеспечения возможности протекания окружающего воздуха непосредственно в кольцевое пространство (например, без необходимости протекания сквозь второй конец носителя пригодного для вдыхания вещества).
[0080] Внешняя оболочка также может функционировать для обеспечения конкретных характеристик в ротовом конце картриджа. Например, конструкция и/или форма, и/или размер внешней оболочки могут функционировать для создания ощущения обычной сигареты во рту пользователя. Кроме того, внешняя оболочка может содержать фильтр 390 (например, ацетилцеллюлозный или полипропиленовый), расположенный рядом с ротовым концом картриджа (как показано на фиг. 6, на котором оконечная точка ротового конца 315 картриджа удалена для открывания фильтра с нижней стороны), для улучшения его структурной целостности и/или в случае необходимости повышения его фильтрующей способности, и/или создания сопротивления вдыханию. Например, изделие согласно настоящему изобретению может создавать падение давления от примерно 50 мм до примерно 250 мм водяного столба при расходе воздуха 17,5 см3/сек. Согласно другим вариантам реализации падение давления может составлять от примерно 60 мм до примерно 180 мм или от примерно 70 мм до примерно 150 мм. Значение падения давления может быть измерено с использованием Станции для испытания фильтров модели Filtrona (серии CTS), имеющейся в продаже в компании Filtrona Instruments and Automation Ltd., или Модуля для испытания качества (QTM), имеющегося в продаже в филиале Cerulean Division компании Molins, PLC. Толщина фильтра вдоль картриджа может изменяться, например, от примерно 2 мм до примерно 20 мм, от примерно 5 мм до примерно 20 мм или от примерно 10 мм до примерно 15 мм. Согласно некоторым вариантам реализации фильтр может выполнен отдельно от внешней оболочки, причем фильтр может быть удержан в заданном положении рядом с картриджем посредством внешней оболочки.
[0081] Примеры типов оберточных материалов, компонентов оберточных материалов и обработанных оберточных материалов, которые могут быть использованы для внешней оболочки 380 согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США №№5,105,838 (White и др.); 5,271,419 (Arzonico и др.); 5,220,930 (Gentry); 6,908,874 (Woodhead и др.); 6,929,013 (Ashcraft и др.); 7,195,019 (Hancock и др.); 7,276,120 (Holmes); 7,275,548 (Hancock и др.); РСТ WO 01/08514 (Fournier и др.); и РСТ WO 03/043450 (Hajaligol и др.), которые полностью включены в настоящую заявку по ссылке. Типичные оберточные материалы, изготовленные компанией R.J. Reynolds Tobacco Company, сортов 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490, 525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 и 680 имеются в продаже в компании Schweitzer-Maudit International. Пористость оберточного материала может быть различной и часто находится между примерно 5 единицами CORESTA и примерно 30000 единицами CORESTA, часто между примерно 10 единицами CORESTA и примерно 90 единицами CORESTA и часто между примерно 8 единицами CORESTA и примерно 80 единицами CORESTA.
[0082] Согласно различным вариантам реализации оберточный материал, используемый во внешней оболочке 380, может включать волокнистый материал и по меньшей мере один заполняющий материал, встроенный или рассеянный в волокнистом материале. Волокнистый материал может быть различным и, например, может быть целлюлозным материалом. Заполняющий материал может иметь форму по существу водонерастворимых частиц. Кроме того, заполняющий материал может включать неорганические компоненты.
[0083] Для максимизирования доставки аэрозоля и аромата, которые в противном случае могут быть растворены радиальной (т.е. наружной) инфильтрацией воздуха сквозь оболочку 380, могут быть использованы один или большее количество слоев непористой папиросной бумаги для окружения картриджа (с присутствующей внешней оболочкой или без нее). Непористая папиросная бумага подходящих сортов имеется в продаже в компании Kimberly-Clark Corp. под марками КС-63-5, Р878-5, Р878-16-2 и 780-63-5. Предпочтительно внешняя оболочка представляет собой материал, который по существу является непроницаемым для пара, сформированного во время использования изделия согласно настоящему изобретению. В случае необходимости внешняя оболочка может содержать эластичный картонный материал, облицованный фольгой картон, металл, полимерные материалы или тому подобное, причем указанный материал может быть ограничен оберткой из папиросной бумаги. Кроме того, внешняя оболочка 380 может содержать ободковую бумагу, которая ограничивает компонент и дополнительно может быть использована для соединения материала фильтра с картриджем 300, как описано в других разделах в настоящей заявке.
[0084] Как показано на фиг. 4, часть внешней оболочки в ротовом конце 315 картриджа 300 фактически проходит за пределы конца корпуса 305 картриджа и имеет отверстие 381 для обеспечения возможности свободного перемещения пара и/или аэрозоля из изделия 10 к потребителю. Согласно некоторым вариантам реализации может быть предпочтительным включение фильтрующего материала, в частности, в данную область изделия, такую как расположенная между ротовым концом 315 корпуса 305 картриджа и терминальным ротовым концом внешней оболочки 380 (как показано на фиг. 6). Таким образом, ротовой конец картриджа может быть охарактеризован как частично прегражденный (т.е. прегражденный присутствием фильтрующего материала и/или размером отверстия). Это может быть предпочтительным для ограничения концентрации пригодного для вдыхания вещества, которое доставлено потребителю, или управления сопротивлением вдыханию. Согласно другому варианту реализации любой используемый фильтрующий материал может быть спроектирован с относительно низкой эффективностью удаления для незначительного ограничивания доставленного сквозь него аэрозоля.
[0085] Управляющий корпус 200 содержит источник 220 электроэнергии, который обеспечивает электропитание для электрического нагревательного элемента 400. Указанный источник энергии имеет выступ 225, который проходит из него таким образом, что терминальный конец выступа проходит приблизительно до конца приемной камеры 210. Источник электроэнергии окружен основанием 230, которое может иметь изолирующие свойства и также может функционировать в качестве неподвижного упора для предотвращения вставления картриджа 300 в управляющий корпус на расстояние, при котором выступ проходил бы сквозь ротовой конец 315 картриджа. Указанный выступ имеет достаточный размер для перемещения во внутреннем пространстве, ограниченном внутренней поверхностью стенки 352 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Выступ также имеет достаточный размер для размещения электрического нагревательного элемента в достаточной близости к носителю пригодного для вдыхания вещества (предпочтительно в прямом контакте с указанным носителем) для нагревания носителя и способствования освобождению пригодного для вдыхания вещества. Таким образом, взаимодействующий конец 310 картриджа в целом или корпуса 305 картриджа в частности может быть охарактеризован как имеющий отверстие, которое имеет достаточный размер и форму для размещения в нем по меньшей мере одного компонента источника электроэнергии (т.е. выступа 225).
[0086] Источник 220 электроэнергии может быть электрическим приемным гнездом, которое электрически соединен с источником 275 энергии (как показано на фиг. 6) и которое обеспечивает управляемую переключателем доставку электроэнергии к нагревательному элементу 400, например, посредством контактов 410, как показано на фиг. 4. Согласно некоторым вариантам реализации контакты могут быть постоянно вставлены в приемное гнездо или соединены с источником электроэнергии 220. Согласно другим вариантам реализации источник электроэнергии может функционировать в качестве обычной штепсельной розетки, причем контакты не обязательно должны быть постоянно вставлены в него, но могут только обеспечивать электрическое соединение с источником электроэнергии, когда картридж 300 вставлен в приемную камеру 210 в достаточной степени таким образом, что контакты входят в электрическое соединение с источником электроэнергии. Согласно другим вариантам реализации выступ 225 может функционировать в качестве продолжения источника электроэнергии, в котором электрические проводники 222 (как показано на фиг. 9) размещены на выступе, и электрический нагревательный элемент 400 принимает электроэнергию от источника электроэнергии только в том случае, когда электрический нагревательный элемент (или его часть) входит в контакт с электрическими проводниками.
[0087] Электрический нагревательный элемент 400 может быть любым устройством, подходящим для обеспечения нагрева, достаточного для облегчения освобождения пригодного для вдыхания вещества для вдыхания потребителем. Согласно некоторым вариантам реализации электрический нагревательный элемент является резистивным нагревательным элементом. Пригодные для использования нагревательные элементы могут иметь небольшую массу, низкую плотность и умеренное сопротивление, причем они должны быть жаропрочными при температурах, наблюдающихся во время использования. Пригодные для использования нагревательные элементы быстро нагреваются и быстро охлаждаются, и, таким образом, обеспечивают эффективное использование энергии. Быстрое нагревание элемента также способствует почти немедленному испарению формирующего аэрозоль вещества. Быстрое охлаждение предотвращает значительное испарение (и следовательно расход впустую) формирующего аэрозоль вещества во время периодов, когда генерирование аэрозоля не требуется. Такие нагревательные элементы также обеспечивают возможность относительно точного управления диапазоном температур, действующих на формирующее аэрозоль вещество, особенно при использовании токового управления. Пригодные для использования нагревательные элементы также являются химически неактивными в отношении материалов, содержащих носитель пригодного для вдыхания вещества, при их нагревании для предотвращения неблагоприятного влияния на аромат или содержание сгенерированного аэрозоля или пара. Неограничивающие примеры материалов, которые могут быть использованы в нагревательном элементе, включают углерод, графит, соединения углерода/графита, металлические и неметаллические карбиды, нитриды, силициды, интерметаллические соединения, кермет, металлические сплавы и металлическую фольгу. В частности, для использования могут быть пригодными огнеупорные материалы. Для достижения необходимых свойств, например, удельного сопротивления, массы, удельной теплопроводности и поверхностных свойств могут быть смешаны различные материалы. Как показано на фиг. 4, электрический нагревательный элемент выполнен в форме катушки 405, расположенной рядом с терминальным концом выступа 225, с контактами 410, соединяющими катушку с источником электроэнергии. Такая катушка (и дополнительно электрические проводники) могут быть выполнены из любого подходящего материала, такого как описанный выше, и предпочтительно имеют свойства, такие как описано выше.
[0088] Согласно другим вариантам реализации нагревательный элемент 400 может иметь другие конфигурации. Например, нагревательный элемент может содержать матрицу, состоящую из отдельных нагревательных элементов, каждый из которых управляется отдельно для нагревания только части носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, находящейся в прямом контакте с этим отдельным элементом. Такой прямой контакт может быть предпочтительным в отношении обеспечения ускоренной передачи тепла, не требующей снижения сопротивления. Например, выступ 225 может содержать такую матрицу в форме, которая соответствует форме носителя пригодного для вдыхания вещества в картридже 300. В частности, если носитель пригодного для вдыхания вещества имеет трубчатую форму, нагревательный элемент может быть трубчатым элементом, разделенным на секции вдоль своей длины для формирования матрицы резистивных нагревателей. Согласно другому варианту реализации трубчатый элемент может быть разделен на секции вдоль своей окружности для формирования матрицы резистивных нагревателей. В каждом варианте реализации трубчатый носитель пригодного для вдыхания вещества может быть нагрет только в секции, которая соответствует нагретой секции матрицы нагревателя (т.е. в любой момент времени нагревается только одна секция). Предпочтительно такие секции матрицы нагревателя могут быть разделены ненагревающими или теплоизолирующими секциями для предотвращения взаимного перекрытия секций с подогревом на носителе пригодного для вдыхания вещества. Согласно другим вариантам реализации матрица нагревателя может быть линейной, и носитель пригодного для вдыхания вещества может иметь форму и достаточный размер для взаимодействия с нагревателем, имеющим указанную линейную форму. Примеры матриц нагревателя, которые могут быть использованы в настоящем изобретении в свете вышесказанного, описаны в патентах США №№5,060,671 (Counts и др.); 5,093,894 (Deevi и др.); 5,224,498 (Deevi и др.); 5,228,460 (Sprinkel Jr., и др.); 5,322,075 (Deevi и др.); 5,353,813 (Deevi и др.); 5,468,936 (Deevi и др.); 5,498,850 (Das); 5,659,656 (Das); 5,498,855 (Deevi и др.); 5,530,225 (Hajaligol); 5,665,262 (Hajaligol); 5,573,692 (Das и др.); и 5,591,368 (Fleischhauer и др.), которые полностью включены по ссылке в настоящую заявку.
[0089] В свете различных возможных конфигураций нагревателя настоящее изобретение также охватывает варианты реализации, в которых носитель 350 пригодного для вдыхания вещества может быть покрыт, ламинирован или иным способом соединен непосредственно с нагревательным элементом или элементами). Согласно одному варианту реализации нагревательный элемент может быть выполнен в форме металлической фольги, например, фольги из нержавеющей стали, алюминиевой фольги, медной фольги, и т.п. Например, фольга может иметь толщину от примерно 0,05 мм до примерно 10 мм, от примерно 0,1 мм до примерно 8 мм, от примерно 0,2 мм до примерно 6 мм, от примерно 0,5 мм до примерно 5 мм или от примерно 1 мм до примерно 4 мм. Фольга, аналогично, может иметь длину от примерно 20 мм до примерно 150 мм, от примерно 40 мм до примерно 120 мм или от примерно 50 мм до примерно 100 мм. Фольга нагревательного элемента может иметь любую пригодную для использования форму, например по существу прямолинейную или спиральную (например, имеющую диаметр витка от примерно 4 мм до примерно 15 мм, от примерно 5 мм до примерно 12 мм, или от примерно 6 мм до примерно 10 мм), или может быть свернута в спираль иным способом. Согласно другим вариантам реализации нагревательный элемент может быть содержать множественные слои, имеющие форму диска (например, с диаметром от примерно 1 мм до примерно 6 мм, от примерно 1,5 мм до примерно 5 мм, или от примерно 2 мм до примерно 4 мм), которые могут быть расположены последовательно (и дополнительно активированы в последовательном порядке) для освобождения формирующих аэрозоль материалов, покрывающих указанные диски или расположенных рядом с ними. Нагревательный элемент дополнительно может содержать волокнистый материал, имеющий большую удельную площадь поверхности, а также адсорбционную способность, пористость и смачиваемость для захвата достаточного количества одного только пригодного для вдыхания вещества или в сочетании с отдельным формирователем аэрозоля. Например, нагревательный элемент может быть выполнен в форме пористых металлических проводников или пленок; углеродных нитей, тканей, волокон, дисков или полос; графитовых цилиндров, тканей или красителей; микропористых высокотемпературных полимеров с умеренными удельными сопротивлениями; пористых подложек в тесном контакте с резистивными нагревающими компонентами; и т.п. В предпочтительных конструкциях может быть предпочтительным максимизирование площадь поверхности нагревателя, что может привести к снижению требований к температуре нагревателя для достижения надлежащего освобождения аэрозоля. В конкретном примере носитель 350 пригодного для вдыхания вещества может содержать смесь измельченного табака, табачный экстракт, высушенный распылением табачный экстракт или другие формы табака, смешанного с дополнительными неорганическими материалами (такими как углекислый кальций), дополнительными ароматизаторами и формирующими аэрозоль материалами, для образования по существу твердой или пластичной (например, выполненной с возможностью экструдирования) подложки. Затем указанная твердая или пластичная подложка может быть соединена непосредственно с нагревательным элементом. Как указано выше, множественные нагревающий элементы с носителем 350 пригодного для вдыхания вещества, непосредственно соединенным с нагревающими элементами, могут быть расположены и активированы последовательно для освобождения содержащихся в них формирующих аэрозоль материалов.
[0090] Согласно конкретным вариантам реализации нагревательный элемент может быть выполнен за одно целое (например, интегрирован) с носителем пригодного для вдыхания вещества. Например, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества может быть выполнен из материала, описанного выше, и может содержать один или большее количество проводящих материалов, смешанных в нем. Контакты 410, как описано в настоящей заявке, могут быть соединены непосредственно с носителем пригодного для вдыхания вещества таким образом, что если картридж 300 вставлен в приемную камеру 210 управляющего корпуса 200, контакты осуществляют электрическое соединение с источником 220 электроэнергии. Согласно другому варианту реализации контакты могут быть выполненными за одно целое с источником электроэнергии и могут проходить в приемную камеру таким образом, что когда картридж вставлен в приемную камеру управляющего корпуса, указанные контакты осуществляют электрическое соединение с носителем пригодного для вдыхания вещества. Благодаря присутствия проводящего материала в носителе пригодного для вдыхания вещества подача электропитания от источника электроэнергии к носителю пригодного для вдыхания вещества обеспечивает возможность протекания электрического тока и, таким образом, вырабатывать тепло посредством проводящего материала. Таким образом, нагревательный элемент может быть описан как являющийся неотъемлемой частью носителя пригодного для вдыхания вещества. В качестве неограничивающего примера, графит или другие подходящие проводящие материалы могут быть смешаны с указанным материалом, внедрены в указанный материал или иным способом присутствовать непосредственно на указанном материале или в указанном материале, формирующем носитель пригодного для вдыхания вещества, для выполнения нагревательного элемента за одно целое с носителем.
[0091] Согласно другим вариантам реализации известный нагревательный элемент согласно различным конструкциям, описанным в настоящей заявке, также может быть комбинирован с носителем пригодного для вдыхания вещества таким образом, что является по меньшей мере частично встроенным в него. Например, как показано на фиг. 12, нагревательная спираль 407 может быть сформирована за одно целое с носителем 350 пригодного для вдыхания вещества таким образом, что по меньшей мере часть нагревательной спирали полностью расположена в наружной и внутренней стенках носителя пригодного для вдыхания вещества. В таких вариантах реализации электрические контакты 410 могут проходить из носителя пригодного для вдыхания вещества. Согласно другим вариантам реализации пароизолятор, который присутствует на носителе пригодного для вдыхания вещества, также может функционировать в качестве нагревательного элемента.
[0092] Управляющий корпус 200 дополнительно может содержать вспомогательные компоненты, которые предпочтительно присутствуют в управляющем участке 205 (несмотря на то что один или большее количество указанных вспомогательных компонентов могут быть расположены полностью или частично в приемной камере 210 или могут сообщаться с приемной камерой). Например, управляющий корпус предпочтительно содержит схему 260 управления (которая может быть соединена с вспомогательными компонентами, как описано ниже в настоящей заявке), которая соединена посредством электрических проводников (не показаны) с источником 275 энергии. Схема управления, в частности, может управлять временем и способом подачи электроэнергии к нагревательному элементу 400 для нагревания носителя 350 пригодного для вдыхания вещества для выпуска пригодного для вдыхания вещества для вдыхания потребителем. Такое управление может относиться к активации чувствительных к давлению переключателей или подобных устройств, которые ниже описаны более подробно.
[0093] В частности, элементы системы управления могут быть выполнены с обеспечением возможности точного управления количеством тепла, доставленного носителю 350 пригодного для вдыхания вещества. Поскольку тепло, необходимое для испарения формирующего аэрозоль вещества в достаточном объеме для обеспечения необходимого дозирования пригодного для вдыхания вещества для одиночной затяжки, может быть различным для каждого конкретного используемого вещества, нагревательный элемент, в частности, может быть выполнен с возможностью нагревания до температуры по меньшей мере 120°С, по меньшей мере 130°С или по меньшей мере 140°С. Согласно некоторым вариантам реализации для испарения соответствующего количества формирующего аэрозоль вещества и таким образом обеспечения необходимого дозирования пригодного для вдыхания вещества температура нагревания может быть по меньшей мере 150°С, по меньшей мере 200°С, по меньшей мере 300°С или по меньшей мере 350°С. В частности, может быть предпочтительным предотвращать нагревание до температур по существу выше примерно 550°С для предотвращения ухудшения и/или чрезмерного преждевременного испарения формирующего аэрозоль вещества. Нагревание, в частности, должно быть осуществлено до достаточно низкой температуры и в течение достаточно короткого времени для предотвращения сгорания значительного количества (предпочтительно любого количества) носителя пригодного для вдыхания вещества. Настоящее изобретение, в частности, предлагает комбинации и режимы использования компонентов данного изделия, обеспечивающие вырабатывание пригодного для вдыхания вещества в необходимом количестве при относительно низких температурах. Кроме того, указанное вырабатывание подразумевает одно или оба из генерации аэрозоля в изделии и доставки изделия потребителю. Согласно конкретным вариантам реализации температура нагревания может составлять от примерно 120°С до примерно 300°С, от примерно 130°С до примерно 290°С, от примерно 140°С до примерно 280°С, от примерно 150°С до примерно 250°С или от примерно 160°С до примерно 200°С. Длительность нагревания может зависеть от различных факторов, как описано ниже более подробно. Температура и длительность нагревания может зависеть от необходимого объема аэрозоля и окружающего воздуха, который необходим для втягивания сквозь кольцевое пространство 319, ограниченное внутренней поверхностью стенки корпуса 305 картриджа и наружной поверхностью стенки 352 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, как описано ниже в настоящей заявке. Однако, длительность может быть различной в зависимости от интенсивности нагрева нагревательного элемента, поскольку изделие может быть выполнено таким образом, что нагревательный элемент активирован только до достижения необходимой температуры. Согласно другому варианту реализации длительность нагревания может быть связана с длительностью затяжки, сделанной потребителем с использованием изделия. Температурой и временем нагревания можно управлять посредством одного или большего количества компонентов, содержащихся в управляющем корпусе, как указано выше.
[0094] Величина пригодного для вдыхания материала, освобожденного изделием 10 согласно настоящему изобретению, может быть различной в зависимости от природы пригодного для вдыхания материала. Предпочтительно изделие 10 выполнено с возможностью содержания достаточного количества пригодного для вдыхания материала, достаточного количества любого формирователя аэрозоля и с возможностью функционирования при достаточной температуре в течение достаточного количества времени для освобождения необходимой количества в ходе использования. Заданное количество может быть обеспечено в течение одного вдыхания с использованием изделия 10 или может быть разделено для использования в течение множества затяжек с использованием изделия в относительно короткий отрезок времени (например, меньше чем 30 минут, меньше чем 20 минут, меньше чем 15 минут, меньше чем 10 минут или меньше чем 5 минут). Например, изделие может образовать никотин в количестве от примерно 0,05 мг до примерно 1,0 мг, от примерно 0,08 мг до примерно 0,5 мг, от примерно 0,1 мг до примерно 0,3 мг или от примерно 0,15 мг до примерно 0,25 мг за затяжку с использованием изделия 10. Согласно другим вариантам реализации необходимое количество может быть охарактеризовано в отношении количества доставленных влажных общих твердых частиц, вычисленного на основании длительности и объема одной затяжки. Например, изделие 10 может доставить по меньшей мере 1,0 мг влажных общих твердых частиц в каждой затяжке при ограниченном количестве затяжек (как описано в других разделах настоящей заявки), если затяжку осуществляют при стандартных условиях курения согласно рекомендациям Федеральной торговой комиссии (FTC) в течение 2 секунд, при объеме затяжки 35 мл. Данное испытание может быть осуществлено с использованием любой стандартной курительной машины. Согласно другим вариантам реализации количество влажных твердых частиц (WTPM), доставленных при тех же условиях в каждой затяжке, может составлять по меньшей мере 1,5 мг, по меньшей мере 1,7 мг, по меньшей мере 2,0 мг, по меньшей мере 2,5 мг, по меньшей мере 3,0 мг, от примерно 1,0 мг до примерно 5,0 мг, от примерно 1,5 мг до примерно 4,0 мг, от примерно 2,0 мг до примерно 4,0 мг или от примерно 2,0 мг до примерно 3,0 мг. Те же значения могут быть применены для характеристики изделия в отношении количества пара или аэрозоля, выработанного в одной затяжке.
[0095] На фиг. 4 показан конкретный вариант реализации изделия 10 согласно настоящему изобретению, причем изделие 10 является индексируемым для обеспечения нагревания по участкам носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. При использовании изделия согласно данному варианту реализации взаимодействующий конец 310 (включая любую внешнюю оболочку, которая присутствует и проходит за пределы конца стенки 305 картриджа) картриджа 300 вставлен в приемную камеру 210 управляющего корпуса 200. Как показано на фиг. 7, когда взаимодействующий конец картриджа перемещается на минимальное рабочее расстояние в приемную камеру, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества, электрический нагревательный элемент 400 и источник электроэнергии 220 выравниваются для обеспечения нагревания по меньшей мере участка носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Такое выравнивание может быть результатом прямого поперечного выравнивания указанных трех компонентов (например, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества, электрический нагревательный элемент 400 и выступ 225, функционирующий в качестве продолжения источника 220 электроэнергии, являются выровненными таким образом, что поперечное сечение области выравнивания может охватывать часть всех трех компонентов). Согласно другому варианту реализации только носитель 350 пригодного для вдыхания вещества и электрический нагревательный элемент 400 могут находиться в непосредственном поперечном выравнивании, но источник 220 электроэнергии может рассматриваться как выровненный с указанными выше элементами в том смысле, что электрический нагревательный элемент является выровненным с источником 220 электроэнергии для осуществления электрического соединения с ним. Такое выравнивание может рассматриваться как функциональное.
[0096] В варианте реализации, показанном на фиг. 4 и на фиг. 7, предусмотрено нагревание по участкам пригодного для вдыхания носителя 350 подложки, причем указанное нагревание по участкам передает тепло в осевом направлении из второго конца 354 пригодного для вдыхания носителя подложки к первому концу 353 из пригодного для вдыхания носителя подложки. Как показано на фиг. 7, картридж 300 вставлен в приемную камеру 210 управляющего корпуса 200 на минимальное необходимое расстояние таким образом, что нагревательный элемент 400, который соединен с выступом 225, и электрически связан с источником 220 электроэнергии, расположен в центральной полости 351 трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества. Согласно данному варианту реализации второй конец 354 носителя пригодного для вдыхания вещества подразделен на участки, причем разделенный на участки конец является точкой крепления с взаимодействующим концом 310 корпуса 305 картриджа. Разделенная на участки природа второго конца носителя пригодного для вдыхания вещества может проявляться таким образом, что одно или большее количество отверстий выполнены во взаимодействующем конце 310 картриджа для облегчения втекания воздуха в кольцевое пространство 319. Согласно конкретным вариантам реализации разделенный на участки конец также может быть развальцован, в результате чего трубчатый корпус носителя пригодного для вдыхания вещества может иметь диаметр, который меньше чем диаметр разделенного на участки конца носителя пригодного для вдыхания вещества. Такая разделенная на участки и (дополнительно) расширенная конструкция облегчает одно или большее количество из следующего: растягивающее напряжение носителя пригодного для вдыхания вещества в корпусе картриджа; конфигурацию трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества, имеющую диаметр, который меньше, чем диаметр трубчатого корпуса картриджа; и возможность протекания воздуха сквозь кольцевое пространство, ограниченное наружной поверхностью стенки 352 носителя пригодного для вдыхания вещества и внутренней поверхностью стенки корпуса картриджа. Таким образом, картридж может быть охарактеризован как содержащий пути потока сквозь него таким образом, что протекание текучей среды от взаимодействующего конца картриджа к ротовому концу 315 картриджа по существу ограничено протекание сквозь кольцевое пространство 319 между внутренней поверхностью стенки корпуса картриджа и наружной поверхностью стенки носителя пригодного для вдыхания вещества.
[0097] Согласно другим вариантам реализации для обеспечения возможности протекания воздуха в кольцевое пространство может быть использовано другое средство. Например, носитель пригодного для вдыхания вещества может быть соединен с наконечником, который непосредственно соединен с корпусом картриджа. В таких вариантах реализации могут быть перфорированы наконечник и/или часть носителя пригодного для вдыхания вещества, расположенная рядом с наконечником. Согласно другому варианту реализации картридж (и дополнительно внешняя оболочка, если таковая присутствует) может иметь отверстия или перфорацию, которые обеспечивают возможность протекания воздуха непосредственно в кольцевое пространство.
[0098] Конфигурация корпуса 305 картриджа и внешней оболочки 380 картриджа предпочтительно выполнены таким образом, что протекание воздуха вокруг корпуса картриджа, а также между корпусом картриджа и внешней оболочкой значительно ограничено. Таким образом, как показано на фиг. 7, фланец 302, расположенный во взаимодействующем конце 310 корпуса картриджа, имеет размер, при котором наружный обод фланца находится в прямом контакте с внешней оболочкой картриджа по всей его окружности.
[0099] Стенка 212 приемной камеры может содержать одно или большее количество отверстий 213, выполненных в ней для обеспечения возможности протекания окружающего воздуха во внутреннюю часть приемной камеры 210. Когда потребитель вдыхает сквозь ротовой конец картриджа 300, воздух всасывается в приемную камеру, протекает в картридж, протекает сквозь разделенный на участки и расширенный второй конец 354 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, входит в кольцевое пространство 319 между носителем пригодного для вдыхания вещества и корпусом 305 картриджа и проходит сквозь открытое пространство в элементе 360 каркаса картриджа для вдыхания потребителем. Согласно вариантам реализации, в которых используется внешняя оболочка 380, втянутый воздух переносит пригодное для вдыхания вещество сквозь дополнительный фильтр 390 (показанный на фиг. 6) и протекает из отверстия 381 в ротовом конце внешней оболочки.
[00100] Расширенное отверстие в корпусе 305 картриджа в его взаимодействующем конце 310 (наряду с разделенной на участки и расширенной конструкцией второго конца 354 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества) облегчает направление выступа 225 (с расположенным на нем нагревательным элементом 400) во внутреннее пространство трубчатого носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Нагревательный элемент после размещения внутри начальной секции трубчатой части носителя пригодного для вдыхания вещества может быть активирован для нагревания носителя пригодного для вдыхания вещества и освобождения пригодного для вдыхания вещества в кольцевое пространство между носителем пригодного для вдыхания вещества и корпусом картриджа. Согласно некоторым вариантам реализации активация нагревательного элемента может вызвать испарение формирующего аэрозоль материала и/или пригодного для вдыхания вещества, содержащегося в носителе пригодного для вдыхания вещества, таким образом, что если окружающий воздух всасывается сквозь кольцевое пространство, испаренный материал (или материалы) становятся аэрозолированными и могут быть захвачены воздухом, протекающим сквозь кольцевое пространство к ротовому концу для вдыхания потребителем.
[00101] Согласно вариантам реализации, в которых нагревание по участкам осуществляется нагревательным элементом 400, физически являющимся компонентом управляющего корпуса 200, указанный нагревательный элемент обычно размещен на выступе 225 только в пределах участка ограниченной длины. Как показано на фиг. 4 и 7, участок, в котором размещен нагревательный элемент, может находиться рядом с концом выступа в открытом конце приемной камеры 210. Размер части выступа, которая содержит нагревательный элемент, может быть выбран на основании полной длины носителя 350 пригодного для вдыхания вещества и количества затяжек, которые могут быть доставлены одиночным картриджем 300. Одиночный картридж может обеспечить от примерно 4 до примерно 12, от примерно 5 до примерно 11 или от примерно 6 до примерно 10 затяжек, которые приблизительно соответствуют количеству затяжек в обычной сигарете. При нагревании по участкам участок выступа, содержащий нагревательный элемент, может охватывать от примерно 5% до примерно 50% общей длины выступа. Согласно другим вариантам реализации указанный участок может охватывать от примерно 5% до примерно 40%, от примерно 5% до примерно 30%, от примерно 5% до примерно 20% или от примерно 10% до примерно 20% общей длины выступа.
[00102] Как указано выше, пароизолятор 375 (как показано на фиг. 4а) может присутствовать на внутренней поверхности стенки 352 носителя 350 пригодного для вдыхания вещества для уменьшения или предотвращения вырабатывания аэрозоля или пара во внутреннем пространстве трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества и максимизирования формирования аэрозоля или пара в указанном кольцевом пространстве. Кроме того, размещение нагревательного элемента 400 во внутреннем пространстве трубчатого носителя пригодного для вдыхания вещества может снизить потери пара, обусловленные взаимодействием пара и нагревательного элемента. К тому же, такое расположение может способствовать отделению нагревательного элемента от воздушного потока, протекающего в изделии во время втягивания (как описано выше). Предпочтительно может быть максимизирована доставка тепла от нагревательного элемента к носителю пригодного для вдыхания вещества и таким образом снижена температура нагревания и/или сокращена длительность с сохранением необходимой интенсивности генерирования аэрозоля и освобождения пригодного для вдыхания вещества. Такая конструкция способствует снижению потребления энергии, требующейся для достижения необходимой температуры нагревания, что в свою очередь способствует увеличению срока службы аккумулятора (или уменьшению содержания энергии, запасенной в конденсаторе, для полного использования картриджа).
[00103] Содержание аэрозоля или пара и пригодного для вдыхания вещества, которое освобождено во время нагревания, может быть основано на множестве факторов. Согласно некоторым вариантам реализации предпочтительно кольцевое пространство 319 между носителем 350 пригодного для вдыхания вещества и корпусом 305 картриджа (или наружным корпусом согласно вариантам реализации, в которых картридж и внешняя оболочка являются комбинированными) имеет ограниченный объем. Например, кольцевое пространство может иметь объем по меньшей мере 0,25 мл, по меньшей мере 0,5 мл, по меньшей мере 0,75 мл, по меньшей мере 1,0 мл или по меньшей мере 1,25 мл. Согласно другим вариантам реализации объем кольцевого пространства может составлять от примерно 0,25 мл до примерно 5,0 мл, от примерно 0,5 мл до примерно 3,0 мл, от примерно 0,7 мл до примерно 2,0 мл или от примерно 0,7 мл до примерно 1,5 мл. Согласно различным вариантам реализации полный объем аэрозоля, который генерируется в одиночной затяжке, может быть больше, чем объем кольцевого пространства, поскольку сформированный аэрозоль непрерывно захватывается воздухом, который втягивают сквозь кольцевое пространство для объединения с аэрозолем для доставки потребителю в качестве полного объема затяжки. Например, за среднее время затяжки, составляющее примерно 2 секунды, объем затяжки, который может быть доставлен потребителю, составляет от примерно 25 мл до примерно 75 мл, от примерно 30 мл до примерно 70 мл, от примерно 35 мл до примерно 65 мл или от примерно 40 мл до примерно 60 мл. Такой полный объем затяжки может обеспечить согласно некоторым вариантам реализации содержание WTPM, как описано выше. Таким образом, доставленное содержание WTPM может быть охарактеризовано в отношении к полному объему затяжки, например, от примерно 1 мг до примерно 4 мг WTPM в полном объеме затяжки, составляющем от примерно 25 мл до примерно 75 мл. Такая характеристика включает все значения объема затяжки и описанные в настоящей заявке значения WTPM.
[00104] Из вышесказанного очевидно, что кольцевое пространство может быть ограничен в отношении обеспечения как фактического свободного пространства, так и динамического свободного пространства. Кольцевое пространство обеспечивает фактическое свободное пространство, количественное определение объема которого основано на длине носителя пригодного для вдыхания вещества, относительных диаметрах носителя пригодного для вдыхания вещества и картриджа и фактической форме каждого компонента. С другой стороны, кольцевое пространство может быть определено как динамическое свободное пространство таким образом, что изделие согласно настоящему изобретению не ограничено выработкой аэрозоля в объеме, достаточном только для заполнения фактического объема кольцевого пространства во время одиночной затяжки. Напротив, во время одиночной затяжки аэрозоль может генерироваться непрерывно, и сгенерированный аэрозоль во время затяжки непрерывно высасывается из кольцевого пространства. Таким образом, кольцевое пространство обеспечивает динамическое свободное пространство, которое может быть определено количественно в отношении полного объема аэрозоля, втянутого сквозь кольцевое пространство во время одиночной затяжки. Динамическое свободное пространство может изменяться между затяжками в зависимости от силы всасывания и продолжительности затяжки. Согласно некоторым вариантам реализации динамическое свободное пространство может иметь объем, как описано выше, при среднем времени затяжки, составляющем примерно 2 секунды.
[00105] Согласно некоторым вариантам реализации устройство содержит некоторое средство, указывающее, что картридж 300 достиг минимального расстояния вставления в приемную камеру 210 таким образом, что нагревательный элемент 400, размещенный на выступе 225, расположен точно в начальной нагревательной секции или участке трубчатого носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Например, картридж может содержать один или большее количество маркеров (или градуированную шкалу), размещенных на его наружной стороне (например, на наружной поверхности внешней оболочки 380 картриджа). Одиночная отметка может указывать глубину вставления, необходимую для достижения данного начального положения для использования (например, как показано на фиг. 7). Дополнительные отметки могут указывать расстояние, на которое картридж должен быть дискретно перемещен в направлении к приемной камере для размещения нагревательного элемента в очередной секции носителя пригодного для вдыхания вещества, которая еще не нагрета для выпуска пригодного для вдыхания вещества. Согласно другому варианту реализации картридж и приемная камера могут содержать один или последовательность желобов (или фиксаторов) и выступов (взаимозаменяемых с указанными двумя компонентами), которые обеспечивают осязательную индикацию того, что достигнуто исходное положение для нагревания, и картридж дискретно перемещен на дополнительное расстояние, необходимое для размещения нагревательного элемент на очередной секции носителя пригодного для вдыхания вещества, которая еще не нагрета для выпуска пригодного для вдыхания вещества. В изделии 10 согласно настоящему изобретению может быть использовано любое такое средство, которое предоставляет потребителю возможность распознавать и понимать, что картридж дискретно перемещен в достаточной степени в приемную камеру для размещения нагревательного элемента на очередной секции носителя пригодного для вдыхания вещества.
[00106] На фиг. 8 дополнительно показано нагревание по участкам согласно настоящему варианту реализации. После активирования нагревательного элемента 400, как показано на фиг. 7, и освобождения пригодного для вдыхания вещества в нагретой секции носителя 350 пригодного для вдыхания вещества для вдыхания потребителем, картридж 300 дополнительно дискретно перемещается в приемную камеру 210 таким образом, что картридж дискретно перемещается мимо участка выступа 225, содержащего электрический нагревательный элемент, который размещен на нем. На фиг. 8 показано изделие 10 после совершения указанного дискретного перемещения. Нагревательный элемент теперь расположен в трубчатом носителе пригодного для вдыхания вещества ближе к ротовому концу корпуса 305 картриджа и за пределами участка носителя пригодного для вдыхания вещества, который был нагрет ранее. Таким образом, нагревательный элемент теперь расположен в свежей секции носителя пригодного для вдыхания вещества. Указанное дискретное перемещение картриджа в приемную камеру для нагревания отдельных участков носителя пригодного для вдыхания вещества может быть достигнуто путем использования различных механизмов, любой из которых может быть охвачен настоящим изобретением. Например, дискретным перемещением может вручную управлять сам пользователь таким образом, что после затяжки картридж может быть вручную перемещен в приемную камеру на дополнительное расстояние легким постукиванием по ротовому концу картриджа или иным приложением ручной силы для дополнительного проталкивания картриджа в приемную камеру. Пользователь может определить соответствующее расстояние, на которое картридж должен быть перемещен в приемную камеру, посредством градуированных маркировок, нанесенных на картридж, как описано выше, или благодаря осязательным ощущениям от картриджа, перемещающегося со щелком мимо очередной выемки в приемную камеру, причем оба из указанных способов описаны выше.
[00107] Согласно другим вариантам реализации изделие 10 может содержать дополнительные компоненты, пригодные для облегчения дискретного перемещения картриджа 300 в приемную камеру 210. Например, изделие может содержать кнопку 15, которая может активировать дискретное перемещение картриджа в приемную камеру 210 механическим средством (не показано). Согласно таким вариантам реализации управляющий корпус 200 может содержать взаимодействующий элемент, который разъединяемым способом соединен с картриджем, и активация кнопки может вызывать перемещение защелки, которая позволяет пружине, соединенной с взаимодействующим элементом, дополнительно перемещать картридж на одно положение в приемную камеру и таким образом перемещать носитель 350 пригодного для вдыхания вещества относительно нагревательного элемента 400 таким образом, что нагревательный элемент находится в положении для нагревания свежей секции носителя пригодного для вдыхания вещества. Согласно конкретным вариантам реализации кнопка может быть связана со схемой управления 260 для ручного управления нагревательным элементом и дополнительной активации картриджа. Например, потребитель может использовать кнопку для активации нагревательного элемента. Согласно другому варианту реализации кнопка может быть механически связана с картриджем как в варианте реализации, описанном выше, таким образом, что активация кнопки вызывает перемещение картриджа на один участок вперед с последующим запуском нагревательного элемента для нагревания свежего участка носителя пригодного для вдыхания вещества. Согласно другому варианту реализации активация кнопки в первую очередь возбуждает нагревательный элемент (уже расположенный в свежей секции носителя пригодного для вдыхания вещества), и затем после отпускания кнопки (или после ограниченной задержки) механические элементы могут взаимодействовать для перемещения картриджа на один участок вперед таким образом, что нагревательный элемент перемещается в свежий участок носителя пригодного для вдыхания вещества для того, чтобы при очередной активации кнопки сначала был возбужден нагревательный элемент. Подобные функции, связанные с кнопкой, могут быть достигнуты различными механическими или немеханическим средствами (например, магнитными или электромагнитными). Подобные функции также могут быть достигнуты автоматически посредством внутреннего переключателя, который активируется давлением или воздушным потоком, созданным потребителем во время затяжки. Таким образом, активацией нагревательного элемента и дискретным перемещением картриджа может управлять одиночная кнопка. Согласно другому варианту реализации для индивидуального управления каждым действием могут быть использованы несколько кнопок. Одна или большее количество используемых кнопок могут быть выполнены по существу вровень с наружной стенкой управляющего корпуса.
[00108] Вместо кнопки 15 (или в дополнение к ней) изделие 10 согласно настоящему изобретению может содержать компоненты, которые возбуждают нагревательный элемент 400 в ответ на втягивание потребителем воздуха сквозь изделие (т.е. активированное затяжкой нагревание). Например, изделие может содержать переключатель 280, расположенный в управляющем участке 205 управляющего корпуса 200, который чувствителен к изменениям давления или изменениям протекания воздуха при втягивании потребителем воздуха сквозь изделие (т.е. активируемый затяжкой переключатель). Другие подходящие активирующие/деактивирующие ток механизмы могут содержать активируемый температурой включающий/выключающий переключатель или активируемый давлением губ переключатель. Примерный механизм, который может обеспечить такие активируемые затяжкой средства, включает кремниевый датчик модели 163P C01D 36, изготовленный Отделением микропереключателей компании Honeywell, Inc., г. Фрипорт, штат Иллинойс. С использованием такого датчика нагревательный элемент может быть быстро активирован изменением давления, когда потребитель совершает затяжку с использованием изделия. Кроме того, могут быть использованы датчики потока, подобные тем, в которых используются принципы термоанемометрия, для возбуждения нагревательного элемента 400 достаточно быстро после распознавания изменения потока воздуха. Другим переключателем, который может быть активирован затяжкой и который может быть использован в настоящем изобретении, является переключатель перепада давлений, такой как Модель №MPL-502-V, диапазон А, имеющийся в продаже в компании Micro Pneumatic Logic, Inc., г. Форт-Лодердейл, штат Флорида. Другим подходящим активируемым затяжкой механизмом может быть чувствительный датчик давления (например, оборудованный усилителем или усилительным каскадом), который в свою очередь соединен с компаратором для обнаружения заданного порогового давления. Другим подходящим активируемым затяжкой механизмом может быть лопасть, которую отклоняет воздушный поток, причем перемещение указанной лопасти обнаруживается распознающим перемещение средством. Еще одним подходящим активирующим механизмом может быть пьезоэлектрический переключатель. Также пригодным для использования является соединенный соответствующим образом микродатчик воздушного потока Изделие №AWM 2100V, изготовленный Отделением микропереключателей компании Honeywell, Inc., г. Фрипорт, штат Иллинойс. Дополнительные примеры управляемых расходом электрических переключателей, которые могут быть использованы в схеме для нагревания согласно настоящему изобретению, описаны в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.), который полностью включен по ссылке в настоящую заявку. Другие подходящие дифференциальные переключатели, аналоговые датчики давления, датчики расхода или подобные устройства будут очевидными для специалиста после ознакомления с настоящим описанием. Чувствительная к давлению трубка или другой канал, обеспечивающий связь по текучей среде между активируемым затяжкой переключателем и приемной камерой 210, предпочтительно размещена в управляющем корпусе 200 таким образом, что изменения давления во время затяжки могут быть легко идентифицированы переключателем.
[00109] Когда потребитель втягивает воздух из ротового конца изделия 10, активирующее ток средство обеспечивает возможность неограниченного или непрерывного протекания электрического тока в резистивном нагревательном элементе 400 для быстрого генерирования тепла. Для быстрого нагревания могут быть использованы регулирующие электрический ток компоненты для: (i) регулирования электрического тока, протекающего в нагревательном элементе, для управления нагреванием резистивного элемента и его температурой и (и) предотвращения перегрева и ухудшения носителя 350 пригодного для вдыхания вещества.
[00110] Регулирующая ток схема, в частности, может действовать быть управляемой по времени. В частности, такая схема содержит средство для обеспечения возможности протекания электрического тока в нагревательном элементе в течение исходного периода времени во время втягивания воздуха и таймер для последующего регулирования электрического тока до завершения втягивания воздуха. Например, последующее регулирование может включать двухпозиционное переключение электрического тока (например, порядка примерно каждые 1-50 миллисекунд) для поддерживания нагревательного элемента в пределах необходимого температурного интервала. Регулирование дополнительно может содержать простое обеспечение возможности непрерывного протекания электрического тока до достижения необходимой температуры с последующим полным выключением электрического тока. Нагревательный элемент может быть активирован потребителем, инициирующим следующую затяжку с использование изделия (или вручную активирующим кнопку, в зависимости от конкретного варианта реализации переключателя, используемого для активирования нагревателя). Согласно другому варианту реализации последующее регулирование может включать модуляцию электрического тока, протекающего в нагревательном элементе, для поддерживания нагревательного элемента в пределах необходимого температурного диапазона. Согласно некоторым вариантам реализации для освобождения необходимой порции пригодного для вдыхания вещества нагревательный элемент может быть активирован в течение периода времени длительностью от примерно 0,2 секунды до примерно 5,0 секунд, от примерно 0,3 секунды до примерно 4,0 секунды, от примерно 0,4 секунды до примерно 3,0 секунд, от примерно 0,5 секунды до примерно 2,0 секунд или от примерно 0,6 секунды до примерно 1,5 секунды. Согласно одному варианту реализации основанная на времени регулирующая электрический ток схема может содержать транзистор, таймер, компаратор и конденсатор. Подходящие транзисторы, таймеры, компараторы и конденсаторы имеются в продаже и являются очевидными для специалиста. Подходящими таймерами являются модель С-1555С, имеющаяся в продаже в компании NEC Electronics, и модель ICM7555, имеющаяся в продаже в компании General Electric Intersil, Inc., а также другие модели, так называемые "Таймеры серии 555", имеющие различные размеры и конфигурации. Подходящим компаратором является модель LM311, имеющаяся в продаже в компании National Semiconductor. Дополнительное описание указанных регулирующих электрический ток схем, действие которых основано на времени, приведено в патенте США №4,947,874 (Brooks и др.), который полностью включен по ссылке в настоящую заявку.
[00111] В свете вышесказанного следует заметить, что для облегчения активации/деактивации электрического тока, протекающего в нагревательном элементе 400, могут быть использованы различные механизмы. Например, изделие 10 согласно настоящему изобретению может содержать таймер для регулирования электрического тока, протекающего в изделии (во время втягивания воздуха потребителем). Изделие дополнительно может содержать связанный с таймером переключатель, который инициирует и прекращает протекание электрического тока в нагревательном элементе. Регулирование протекания электрического тока также может содержать использование конденсатора и компонентов для заряжания и разряжания конденсатора с ограниченной скоростью (например, скоростью, приближенной к скорости нагревания и охлаждения нагревательного элемента). Электрический ток, в частности, может быть отрегулирован таким образом, что электрический ток протекает непрерывно в нагревательном элементе в течение исходного периода времени при втягивании воздуха, но может быть прекращен или может циклически включаться и выключаться по истечении исходного периода времени до завершения втягивания воздуха. Указанным циклическим переключением может управлять таймер, как описано выше, который может генерировать заданный цикл переключения. Согласно конкретным вариантам реализации таймер может генерировать периодическую цифровую волновую форму. Электрический ток во время исходного периода времени дополнительно может быть отрегулирован при помощи компаратора, который сравнивает первое напряжение на первом входе с пороговым напряжением на пороговом входе и генерирует выходной сигнал, если первое напряжение равно пороговому напряжению, которое обеспечивает таймер. Указанные варианты реализации дополнительно могут содержать компоненты для генерирования порогового напряжения на пороговом входе и компоненты для генерирования порогового напряжения на первом входе после истечения исходного периода времени.
Согласно дополнительным вариантам реализации, в которых используется нагревание по участкам, активация затяжкой нагревательного элемента 400 может быть соединена с перемещением картриджа 300 в приемной камере 210. Например, регулирующий электрический ток компонент может быть выполнен с обеспечением возможности быстрого достижения нагревательным элементом необходимой температуры и с последующим поддерживанием данной температуры в течение периода затяжки потребителя. Кроме того, активированное затяжкой перемещение картриджа в приемной камере может быть непрерывным в течение периода затяжки. После завершения затяжки нагревательный элемент может быть деактивирован, и картридж прекращает перемещение в приемной камере. Таким образом, расстояние, пройденное картриджем во время автоматического дискретного перемещения, может быть непосредственно связано с длительностью затяжки. Таким образом, потребитель может управлять количеством пригодного для вдыхания вещества, которое доставлено одиночной затяжкой. Короткая затяжка может доставлять только небольшое количество пригодного для вдыхания вещества. Продолжительная затяжка может доставлять увеличенное количество пригодного для вдыхания вещества. Таким образом, большая исходная затяжка может доставить большую порцию пригодного для вдыхания вещества, а укороченные последующие затяжки могут доставлять уменьшенные количества пригодного для вдыхания вещества. Примеры устройств, активируемых затяжкой, которые могут быть пригодными для использования в настоящем изобретении, описаны в патентах США №№4,922,901; 4,947,874 и 4,947,874 (Brooks и др.), все из которых полностью включены по ссылке в настоящую заявку.
[00112] Источник 275 энергии, используемый для подачи электропитания к различным электрическим компонентам изделия 10 согласно настоящему изобретению, может быть реализован различными способами. Предпочтительно указанный источник энергии выполнен с возможностью доставления достаточной энергии для быстрого нагревания нагревательного элемента 400, как описано выше, и снабжения энергией изделие в течение срока использования с множеством картриджей 300, а также с возможностью компактного размещения в изделии. Одним примером пригодного источника энергии является никель-кадмиевый элемент марки N50-AAA CADNICA, изготовленный компанией Sanyo Electric Company, Ltd., Япония. Множество таких батарей, каждая из которых обеспечивает напряжение 1,2 вольта, могут быть соединены последовательно. Также могут быть использованы другие источники энергии, такие как перезаряжающиеся литий-диоксид-марганцевые батареи. Любая из указанных батарей или их комбинаций могут быть использованы в качестве источника энергии, но аккумуляторы являются более предпочтительными по соображениям высокой стоимости и сложности утилизации указанных с одноразовых батарей. Кроме того, в случае использования одноразовых батарей управляющий участок 205 должен быть выполнен с возможностью открывания для замены батареи. Варианты реализации, в которых используются аккумуляторы, управляющий участок дополнительно может содержать контакты 217 для подзарядки, как показано на фиг. 1, для взаимодействия с соответствующими контактами известного зарядного устройства (не показано), преобразующего электропитание, полученное из стандартной бытовой электросети напряжением 120 вольт переменного тока или других источников, таких электрическая система автомобиля или отдельный мобильный источник питания.
Согласно другим вариантам реализации источник 275 энергии также может содержать конденсатор. Конденсаторы способны к более быстрой отдаче энергии, чем батареи, и могут быть заряжены между затяжками, что обеспечивает возможность разряда батареи в конденсатор с уменьшенной скоростью, чем это требуется при непосредственном снабжении энергией нагревательного элемента 400. Например, суперконденсатор, т.е. электрический двухслойный электрохимический конденсатор (EDLC), может быть использован отдельно от батареи или в сочетании с ней. При использовании отдельно суперконденсатор может быть перезаряжен перед каждым использованием изделия 10. Таким образом, согласно настоящему изобретению также предложено заряжающее устройство, которое может быть соединено с устройством между использованиями для повторного наполнения суперконденсатора энергией. Согласно некоторым вариантам реализации могут быть использованы тонкопленочные батареи.
[00113] Изделие 10 также может содержать один или большее количество индикаторов 219 (как показано на фиг. 1). Указанные индикаторы 219 могут быть световыми индикаторами (например, излучающими светодиодами), которые могут обеспечивать индикацию различных аспектов использования изделия согласно настоящему изобретению. Например, последовательность индикаторов, как показано на фиг. 1, может соответствовать количеству затяжек для данного картриджа. В частности, индикаторы могут светиться при каждой затяжке для извещения потребителя о том, что картридж 300 полностью использован, если светятся все индикаторы. Согласно другому варианту реализации все индикаторы могут светиться при вставлении в приемную камеру 210 нового картриджа, и один индикатор может гаснуть при каждой затяжке для извещения потребителя о том, что картридж полностью использован, если все индикаторы погасли. Согласно другим вариантам реализации в изделии может быть использован только один индикатор, который светится для информирования о том, что электрический ток протекает в нагревательном элементе 400, и изделие 10 активно нагревается. Эта функция может быть полезна для предотвращения ситуации, в которой потребитель непроизвольно оставляет изделие без присмотра в режиме активного нагревания. Согласно другим вариантам реализации один или большее количество индикаторов могут быть частью картриджа. Несмотря на то что описанные выше индикаторы относятся к визуальным индикаторам включения/выключения изделия, другие индикаторы работы изделия также охвачены настоящим изобретением. Например, визуальные индикаторы также могут содержать изменения цвета излученного света или его интенсивности для информирования о ходе процесса курения. Аналогично, настоящим изобретением охватываются осязательные и звуковые индикаторы. Комбинации таких индикаторов также могут быть использованы в одиночном изделии.
[00114] Несмотря на то что выше описаны различные материалы для использования в настоящем устройстве, такие как нагреватели, батареи, конденсаторы, переключающие компоненты, и т.п., настоящее изобретение не ограничивается только описанными вариантами реализации. Специалисты с очевидностью смогут на основании настоящего описания выбрать подобные компоненты, которые могут быть использованы вместо любого конкретного компонента согласно настоящему изобретению. Например, в патенте США №5,261,424 (Sprinkel, Jr.) описаны пьезоэлектрические датчики, которые могут быть соединены с ротовым концом устройства, для обнаружения активности губ пользователя, связанной с втягивания воздуха, для последующего задействования нагревания; в патенте США №5,372,148 (McCafferty и др.) описан датчик затяжки для управления подачей энергии в матрицу нагревающей нагрузки в ответ на падение давления на мундштуке; в патенте США №5,967,148 (Harris и др.) описаны приемные гнезда в курительном устройстве, содержащие идентификатор, который обнаруживает неоднородность в инфракрасной проницаемости вставленного компонента, и элемент управления, который исполняет подпрограмму обнаружения, когда компонент вставляют в приемное гнездо; в патенте США №6,040,560 (Fleischhauer и др.) описан заданный исполняемый энергетический цикл с различными дифференциальными фазами; в патенте США №5,934,289 (Watkins и др.) описаны фотонные-оптронные компоненты; в патенте США №5,954,979 (Counts и др.) описаны средства для изменения сопротивления втягиванию воздуха сквозь курительное устройство; в патенте США №6,803,545 (Blake и др.) описаны конкретные конфигурации батарей для использования в курительных устройствах; в патенте США №7,293,565 (Griffen и др.) описаны различные заряжающие системы для использования с курительными устройствами; в патентной заявке США №2009/0320863 (Fernando и др.) описаны компьютерное интерфейсное средство для курительных устройств, облегчающее заряжание и обеспечивающее возможность компьютерного управления устройством; в патентной заявке США №2010/0163063 (Fernando и др.) описаны системы распознавания для курительных устройств; и в патенте WO 2010/003480 (Flick) описана система для обнаружения потока текучей среды, информирующая о затяжке в системе генерации аэрозоля; все вышеперечисленные документы полностью включены по ссылке в настоящую заявку. Дополнительные примеры компонентов, относящихся к электронным изделиям для доставки аэрозоля, и материалов или компонентов, которые могут быть использованы в данном изделии, описаны в патенте США №4,735,217 (Gerth и др.); в патенте США №5,249,586 (Morgan и др.); в патенте США №5,666,977 (Higgins и др.); в патенте США №6,053,176 (Adams и др.); в патенте США №6,164,287 (White); в патенте США №6,196, 218 (Voges); в патенте США №6,810,883 (Felter и др.); в патенте США №6,854,461 Nichols); в патенте США №7,832,410 (Hon); в патенте США №7,513,253 (Kobayashi); в патенте США №7,896,006 (Hamano); в патенте США №6,772,756 (Shayan); в патентных публикациях США №№2009/0095311, 2006/0196518, 2009/0126745 и 2009/0188490 (Hon); в патентной публикации США №2009/0272379 (Thorens и др.); в патентных публикациях США №№2009/0260641 и 2009/0260642 (Monsees и др.); в патентных публикациях США №№2008/0149118 и 2010/0024834 (Oglesby и др.); в патентной публикации США №2010/0307518 (Wang); и патенте WO 2010/091593 (Hon). Материалы, описанные в вышеуказанных документах, могут быть использованы в настоящих устройствах согласно различным вариантам реализации, а все предшествующие описания полностью включены по ссылке в настоящую заявку.
[00115] Несмотря на то что изделие согласно настоящему изобретению описано на примере некоторых вариантов реализации, настоящее изобретение также охватывает множество дополнительных вариантов реализации. Например, на фиг. 8а показан вариант реализации, показанный на фиг. 8, в котором управляющий корпус 200, в отличие от показанного на фиг. 8, не содержит приемную камеру. Вместо этого управляющий корпус может быть описан как содержащий приемный конец 211 (как показано на фиг. 8b). Такой приемный конец может включать все компоненты, описанные в других разделах настоящей заявки, относящихся к вариантам реализации, содержащим приемную камеру. Стенка камеры отсутствует таким образом, что другие компоненты (например, выступ 225) ограничивают приемный конец и проходят из части управляющего участка управляющего корпуса.
[00116] Несмотря на то что выше, в частности, было описано нагревание по участкам, в котором электрический нагревательный элемент 400 соединен с выступом 225 или предусмотрен иным способом в качестве составляющей части управляющего корпуса 200, на фиг. 9 показан другой вариант реализации нагревания по участкам, в котором электрическим нагревательным элементом является компонент картриджа 300. Согласно таким вариантам реализации нагревательный элемент (который в данном варианте реализации является нагревательной спиралью 406), в частности, может быть размещен во внутреннем пространстве трубчатого носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, причем указанный нагревательный элемент может быть удержан на месте фрикционными силами и/или направленным в наружном направлении давлением, приложенным к носителю пригодного для вдыхания вещества нагревательной спиралью (например, в случае, если нагревательная спираль оказывает пружинное действие и находится в сжатом до некоторой степени состоянии перед вставкой), и/или благодаря по меньшей мере частично встроенному положению в носителе пригодного для вдыхания вещества.
[00117] Использование изделия 10 в таких вариантах реализации может быть по существу идентичным использованию, которое описано выше. В частности, потребитель может вставить картридж 300 в приемную камеру 210 управляющего корпуса 200 (или переместить картридж вдоль выступа 225, если стенки камеры отсутствуют). Компоненты картриджа могут быть расположены в пределах картриджа для выравнивания с выступом 225 и приема выступа 225 при перемещении картриджа в приемную камеру. Минимальное расстояние, необходимое для выравнивания всех компонентов для нагревания носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, может составлять расстояние, необходимое для электрических проводников 222, присутствующих на указанном выступе, для осуществления электрического соединения с нагревательной спиралью 406 (или для альтернативного электрического соединения, которое может быть использовано в рабочем положении). Нагревание по участкам означает, что электрический ток может протекать только в части нагревательной спирали между электрическими проводниками. Дискретное перемещение картриджа может быть осуществлено, как описано выше, после того, как первый участок носителя 350 пригодного для вдыхания вещества будет нагрет таким образом, что электрические проводники могут войти в контакт с нагревательной спиралью в следующем участке картриджа. Активированное затяжкой нагревание, сопровождаемое дискретным перемещением, может продолжаться до тех пор, пока не будет использован весь носитель пригодного для вдыхания вещества (т.е. пригодное для вдыхания вещество и формирующий аэрозоль материал, освобожденный из носителя пригодного для вдыхания вещества).
[00118] В целом, нагревание по участкам согласно различным вариантам реализации может быть достигнуто в результате любой комбинации нагревательного элемента и носителя пригодного для вдыхания вещества способом, согласно которому только часть носителя пригодного для вдыхания вещества нагревается в данный момент времени. Таким образом, для каждой затяжки с использованием устройства согласно настоящему изобретению по существу свежая секция носителя пригодного для вдыхания вещества находится в выровненном положении с нагревательным элементом для ее нагревания. Соответственно, настоящее изобретение охватывает любую модификацию вариантов реализации нагревания по участкам, описанных в настоящей заявке, в которых один или оба из носителя пригодного для вдыхания вещества и нагревательного элемента (который может проходить в направлении к картриджу, а также к управляющему корпусу) управляются таким образом, что только часть носителя пригодного для вдыхания вещества нагревается в любой момент времени, и нагревательный элемент путем манипулирования может быть размещен рядом со свежей частью носителя пригодного для вдыхания вещества для каждой последующей затяжки. Например, вращением одного из управляющего корпуса или картриджа (при неподвижном положении другого компонента) нагреватель может быть эффективно размещен на свежей области носителя пригодного для вдыхания вещества (с дополнительным перемещением картриджа во внутреннем или наружном направлениях в пределах приемной камеры управляющего корпуса). В таких вариантах реализации нагревательный элемент может содержать боковой нагревательный элемент (или последовательность элементов), который по существу может иметь ту же длину, что и носитель пригодного для вдыхания вещества.
[00119] Как показано на фиг. 9, предпочтительно электрические проводники 222 размещены на выступе 225 рядом с концом выступа 225 в открытом конце приемной камеры 210. Таким образом, в связи с приведенным выше описанием, электрические проводники 222 формируют электрическое соединение с дискретными участками электрической нагревательной спирали 406 таким образом, что во время нагревания может быть нагрета только часть носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, расположенная рядом с участком электрической нагревательной спирали 406, находящимся в электрическом соединении с выступом 225. Согласно некоторым вариантам реализации участок электрической нагревательной спирали 406, соединенный с электрическими проводниками 222, расположенными на выступе 225, охватывает от примерно 5% до примерно 50% длины носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Согласно другим вариантам реализации участок электрической нагревательной спирали 406, который соединен с электрическими проводниками 222, расположенными на выступе 225, охватывает от примерно 5% до примерно 40%, от примерно 5% до примерно 30%, от примерно 5% до примерно 20% или от примерно 10% до примерно 20% длины носителя 350 пригодного для вдыхания вещества.
[00120] Из предшествующего описания понятно, что настоящее изобретение охватывает изделия 10, в которых осуществлено нагревание по участкам носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. В частности, нагревательный элемент 400 может быть выполнен с возможностью повторного использования, может быть выполнен в качестве компонента управляющего корпуса 200 и может быть размещен только на участке выступа 225. Таким образом, только участок носителя 350 пригодного для вдыхания вещества находится в контакте с нагревательным элементом 400 в любой момент времени использования изделия. Ни одна часть носителя 350 пригодного для вдыхания вещества не находится в физическом контакте с нагревательным элементом 400 или рядом с ним, если картридж 300 не вставлен в приемную камеру 210 элемента 200 управления для использования потребителем. Согласно другим вариантам реализации нагревательный элемент 400 может быть одноразовым и может быть выполнен в качестве компонента картриджа 300. Согласно обоим вариантам реализации для нагревательного элемента 400 требуется наличие только одиночного набора контактов 410 или электрических проводников 222 для соединения с источником 220 электроэнергии (например, для прямой вставки в приемное гнездо в источнике 220 электроэнергии или сформированный на выступе 225 источника 220 электроэнергии).
[00121] При использовании нагревания по участкам, носитель 350 пригодного для вдыхания вещества в случае необходимости может быть модифицирован для управления различными аспектами освобождения, количества и аромата. Например, пригодное для вдыхания вещество может быть равномерно рассеяно на носителе 350 пригодного для вдыхания вещества или внутри него таким образом, что каждый соответствующий участок при его нагревании освобождает по существу то же самое содержание пригодного для вдыхания вещества. Согласно другому варианту реализации исходная область носителя 350 пригодного для вдыхания вещества (т.е. расположенная в его втором конце), которая входит в контакт с нагревательным элементом 400, может быть содержано повышенное количество пригодного для вдыхания вещества. Например, одиночный участок носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, соответствующий размеру области, нагретой нагревательным элементом 400, может содержать от примерно 30% до примерно 90%, от примерно 35% до примерно 75% или от примерно 40% до примерно 60% общего количества пригодного для вдыхания вещества, присутствующего в носителе 350. Схожим образом, одиночный участок, такой как конечный участок носителя 350 пригодного для вдыхания вещества, нагретый нагревательным элементом 400, может содержать аромат или другой материал, который отличается от аромата остальной части носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Такой конечный выпуск аромата или другого материала может действовать в качестве сигнала для потребителя о том, что картридж 300 полностью использован. Таким образом, можно заметить, что благодаря нагреванию по участкам может быть предусмотрено согласованное дозирование пригодного для вдыхания вещества в каждом нагретом участке, может быть предусмотрено однозначное информирование о перемещении и может быть предоставлено потребителю улучшенное управление устройством.
[00122] Согласно различным вариантам реализации изделие может быть охарактеризовано относительно полной области носителя пригодного для вдыхания вещества, которая нагрета или максимально нагрета в данный момент времени. Например, согласно вариантам реализации с нагреванием по участкам только конкретный участок носителя пригодного для вдыхания вещества может быть нагрет или максимально нагрет в данный момент времени (например, от примерно одной шестой до примерно одной десятой области носителя пригодного для вдыхания вещества, или в случае необходимости другой доли для обеспечения необходимого количества затяжек, полученных от одиночного носителя пригодного для вдыхания вещества). Согласно некоторым вариантам реализации предпочтительно используется электрический резистивный нагревательный элемент, как описано в других разделах настоящей заявки, который охватывает только небольшую поверхность нагрева, например, на одиночной катушке или полосе). Таким образом, также предпочтительно изделие согласно настоящему изобретению содержит распространяющий тепло элемент 401 (как показано на фиг. 8b). Использование такого элемента, расположенного между нагревательным элементом и носителем пригодного для вдыхания вещества, может обеспечить использование относительно небольшого нагревательного элемента для нагревания большой области носителя пригодного для вдыхания вещества. Например, нагревательный элемент, лежащий в основе распространяющего тепло элемента, может иметь ширину от 0,5% до 5% полной длины выступа 225. Однако, распространяющий тепло элемент может иметь ширину, которая составляет от примерно 10% до примерно 30%, от примерно 10% до примерно 20% или от примерно 10% до примерно 15% полной длины выступа. Согласно вариантам реализации с распределенным нагреванием распространяющий тепло элемент может иметь ширину, которая составляет от примерно 75% до примерно 125%, от примерно 85% до примерно 110% или от примерно 90% до примерно 100% длины носителя пригодного для вдыхания вещества.
[00123] Согласно другим вариантам реализации пароизолятор 375 по существу может функционировать в качестве элемента распространения нагревания. Например, нагревательный элемент 400 может быть относительно небольшим, как описано выше, и может быть вставлен во внутреннее пространство носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. При контакте с пароизолятором тепло от нагревательного элемента может достигать пароизолятора, который в свою очередь может распространять тепло на заданное расстояние технологически выше и технологически ниже фактического положения нагревательного элемента. Как правило, тепло, распространяющееся таким способом, может распространяться неравномерно вдоль пароизолятора. Вместо этого, указанное тепло может быть максимальным в области непосредственно рядом с нагревательным элементом, и температура пароизолятора может уменьшаться при перемещении в направлении от местоположения нагревательного элемента. Теплом, распространяющимся таким образом, можно управлять, например, путем изменения толщины пароизолятора и/или эффективной теплопроводностью пароизолятора. Пароизолятор может быть сформирован с использованием теплоизолирующих материалов, размещенных в нем таким образом, что распространение тепла может продолжаться в направлениях технологически выше и технологически ниже до тех пор, пока не будет достигнут теплоизолирующий материал. Область пароизолятора между соответствующими теплоизолирующими секциями может соответствовать участкам носителя пригодного для вдыхания вещества, которые могут быть нагреты отдельно в вариантах реализации с нагреванием по участкам.
[00124] Согласно другим вариантам реализации нагревание может быть охарактеризовано в отношении количества аэрозоля, который может быть сгенерирован. В частности, изделие может быть выполнено с возможностью обеспечения количество тепла, необходимого для генерации заданного объема аэрозоля (например, от примерно 25 мл до примерно 75 мл, или любого другого объема, считающегося пригодным для использования в курительном изделии). Согласно некоторым вариантам реализации, таким, в которых используется резистивное нагревание для достижения указанного объема, изделие предпочтительно может обеспечить от примерно 1 до примерно 10 Джоулей тепла в секунду (Дж/сек), от примерно 2 Дж/сек до примерно 6 Дж/сек, от примерно 2,5 Дж/сек до примерно 5 Дж/сек или от примерно 3 Дж/сек до примерно 4 Дж/сек.
[00125] Согласно другим вариантам реализации изделие 10 может обеспечить общее нагревание носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Один такой вариант реализации показан на фиг. 10, на котором нагревательный элемент (в форме нагревательной спирали 407) выполнен в качестве компонента управляющего корпуса 200. Подобно варианту реализации, показанному на фиг. 4, нагревательная спираль обернута вокруг выступа 225, и электрические контакты 410 проходят от нее к приемному гнезду в источнике 220 электроэнергии. Однако, вместо размещения только на небольшом участке выступа, нагревательная спираль размещена по существу вдоль полной длины выступа (что может быть описано как размещение на большом участке выступа). Согласно некоторым вариантам реализации длина нагревательной спирали, размещенной на выступе, может быть охарактеризована в отношении носителя пригодного для вдыхания вещества. Например, электрическая нагревательная спираль 407 (или, в целом, электрический нагревательный элемент) может быть размещена на выступе вдоль участка, составляющего от примерно 75% до примерно 125% длины носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Участок может составлять от примерно 80% до примерно 120%, от примерно 85% до примерно 115% или от примерно 90% до примерно 110% длины носителя пригодного для вдыхания вещества. Согласно другим вариантам реализации может быть использован распространяющий тепло элемент, который может иметь длину, по существу равную полной длине носителя пригодного для вдыхания вещества, или может иметь различную длину, как описано выше.
[00126] На фиг. 11 показанный вариант реализации, показанный на фиг. 10, в котором картридж 300 полностью вставлен в приемную камеру 210 управляющего корпуса 200. В отличие от нагревания по участкам, в вариантах реализации с общим нагреванием полная вставка картриджа может соответствовать расстоянию, на которое картридж обычно может быть вставлен для начала его использования. Разумеется, полная вставка не требуется, и потребитель может иметь вариант только с частичной вставкой картриджа для уменьшения количество пригодного для вдыхания вещества и любого формирователя аэрозоля, освобожденного во время нагревания. После одного или двух циклов нагревания картридж может быть дискретно перемещен дальше в приемную камеру таким образом, что нагревательная спираль 407 входит в контакт по существу с полной длиной носителя 350 пригодного для вдыхания вещества (например, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% или по меньшей мере 98% длины носителя пригодного для вдыхания вещества). Общее нагревание может быть пригодным для использования в вариантах реализации, в которых может быть предпочтительным обеспечение максимального количества пригодного для вдыхания вещества в исходной затяжке и уменьшенное, более постоянное количество пригодного для вдыхания вещества с каждой последующей затяжкой.
[00127] На фиг. 12 показан дополнительный вариант реализации с общим нагреванием, согласно которому нагревательная спираль 407 выполнена в качестве компонента картриджа 300 и, таким образом, является одноразовой. В таких вариантах реализации электрические контакты 410 для нагревательной спирали могут быть выполнены таким образом, что когда картридж полностью вставлен в приемную камеру 210 управляющего корпуса 200, указанные контакты осуществляют электрическое соединение с приемным гнездом источника 220 электроэнергии. Предпочтительно электрический нагревательный элемент (т.е. катушка 407) размещена в картридже вдоль участка, который составляет от примерно 75% до примерно 100% длины носителя 350 пригодного для вдыхания вещества. Согласно другим вариантам реализации нагревательная спираль может быть размещена на картридже вдоль участка, который составляет от примерно 80% до примерно 100%, от примерно 90% до примерно 100% или от примерно 95% до примерно 100% длины носителя пригодного для вдыхания вещества. Кроме того, нагревательный элемент может иметь различную конфигурацию, а также может быть использован распространяющий тепло элемент, как описано выше, который может иметь указанные выше относительные длины. В таких вариантах реализации в частности может быть предпочтительным использование пароизолятора в качестве распространяющего тепло элемента. Аналогично, в таких вариантах реализации пароизолятор может функционировать в качестве нагревательного элемента для уменьшения количества материала в одноразовом картридже.
[00128] Несмотря на то что картридж 300 и управляющий корпус 200 могут поставляться вместе как законченное курительное изделие или как доставленное целиком фармацевтическое изделие, компоненты изделия также могут быть доставлены отдельно. Например, настоящее изобретение также охватывает одноразовый блок для использования с курительным изделием многократного использования или доставленным целиком фармацевтическим изделием многократного использования.
[00129] Согласно конкретным вариантам реализации такой одноразовый блок (который может быть картриджем 300, как показано в сопроводительных чертежах) может содержать корпус 305 картриджа по существу трубчатой формы, имеющий взаимодействующий конец 310, выполненный с обеспечением возможности взаимодействия с курительным изделием многократного использования или доставленным целиком фармацевтическим изделием, противоположный ротовой конец 315, выполненный с возможностью обеспечения передачи пригодного для вдыхания вещества потребителю, и стенку с наружной поверхностью и внутренней поверхностью, которая ограничивает внутреннее пространство картриджа. Внутреннее пространство картриджа может содержать носитель 350 пригодного для вдыхания вещества по существу трубчатой формы, имеющий стенку 352 с внутренней поверхностью и наружной поверхностью для образования кольцевого пространства указанного объема между наружной поверхностью стенки 352 носителя пригодного для вдыхания вещества и внутренней поверхностью стенки корпуса 305 картриджа. Таким образом, носитель пригодного для вдыхания вещества имеет первый конец 353, расположенный рядом с ротовым концом 315 корпуса 305 картриджа, и второй конец 354, расположенный рядом с взаимодействующим концом 310 картриджа 301. Такой одноразовый блок по существу может быть подобен по своей природе картриджу 300, показанному на фиг. 4.
[00130] Согласно дополнительным вариантам реализации, в которых картридж 300 выполнен в качестве одноразового блока, указанный блок может содержать электрический нагревательный элемент 400, который нагревает по меньшей мере участок носителя 350 пригодного для вдыхания вещества в достаточной степени для формирования пара или аэрозоля, содержащий пригодное для вдыхания вещество в пределах кольцевого пространства. Нагревательный элемент дополнительно может содержать электрические контакты 410 для соединения с приемным гнездом в электрическом источнике энергии для обеспечения протекания электрического тока в электрическом нагревательном элементе. Такой одноразовый блок, который также содержит нагревательный элемент, может быть по существу подобен по своей природе картриджу, показанному на фиг. 9 или 12. Одноразовый блок, в частности, может быть изменен между указанными вариантами реализации в зависимости от конструкции электрического нагревательного элемента и относящихся к нему компонентов в его различных вариантах реализации.
[00131] В дополнение к одноразовому блоку, настоящее изобретение дополнительно может быть охарактеризовано как обеспечивающее отдельный управляющий блок 200 для курительного изделия многократного использования или доставленного целиком фармацевтического изделия. Согласно конкретным вариантам реализации управляющий блок в целом может представлять собой корпус, имеющий приемный конец (который может содержать приемную камеру 210 в открытом конце корпуса) для размещения в нем взаимодействующего конца отдельно приобретенного картриджа. Управляющий блок дополнительно может содержать источник 220 электроэнергии, который подает электропитание к электрическому нагревательному элементу, который может быть компонентом управляющего блока или может быть размещен в картридже, который будет использоваться с управляющим блоком. Источник электроэнергии может содержать выступ 225, который проходит из него. Указанный выступ может содержать электрический нагревательный элемент 400, комбинированный с ним (подобно компоненту, показанному на фиг. 4 и 10), причем указанный электрический нагревательный элемент может иметь относящиеся к нему электрические контакты 410, которые соединяют указанный нагревательный элемент с источником электроэнергии. Согласно другим вариантам реализации вместо нагревательного элемента, выступ может содержать электрические контакты, которые могут взаимодействовать с электрическим нагревательным элементом, размещенным в одноразовом картридже (подобно компоненту 222, показанному на фиг. 9). Управляющий блок также может содержать дополнительные компоненты, включая электрический источник энергии (такой как батарея), компоненты для активирования протекания электрического тока в нагревательном элементе и компоненты для регулирования указанного электрического тока для поддерживания необходимой температуры в течение необходимого времени и/или циклического повторения протекания электрического тока или прекращения электрического тока при достижении необходимой температуры или после истечения заданного отрезка времени, в течение которого нагревался указанный нагревательный элемент. Управляющий блок дополнительно может содержать одну или большее количество относящихся к нему кнопок с одним или обоими из компонентов для активирования протекания электрического тока в нагревательном элементе и для регулирования указанного электрического тока. Управляющий блок также дополнительно может содержать индикаторы, указывающие на то, что нагреватель активирован, и/или указывающие количество затяжек, оставшихся в картридже, который используется с управляющим блоком.
[00132] Несмотря на то что на различных описанных в настоящей заявке чертежах управляющий корпус 200 и картридж 300 показаны в собранном состоянии, подразумевается что управляющий корпус и картридж могут существовать как отдельные устройства. Соответственно, любое описание, приведенное в разделах настоящей заявки, относящееся к соединенным вместе компонентам, также должно рассматриваться как применимое к управляющему корпусу и картриджу как к индивидуальным и отдельным компонентам.
[00133] Согласно другому аспекту настоящее изобретение может относиться к наборам, которые содержат различные компоненты, описанные в настоящей заявке. Например, указанный набор может содержать управляющий корпус с одним или большим количеством картриджей. Набор дополнительно может содержать управляющий корпус с один или большим количеством заряжающих устройств. Набор дополнительно может содержать управляющий корпус с одной или большим количеством батарей. Набор дополнительно может содержать управляющий корпус с одним или большим количеством картриджей и одним или большим количеством заряжающих компонентов и/или одной или большим количеством батарей. Согласно другим вариантам реализации набор может содержать множество картриджей. Набор дополнительно может содержать множество картриджей и одну или большее количество батарей и/или один или большее количество заряжающих компонентов. Согласно вышеуказанным вариантам реализации картриджи или управляющий корпус могут быть снабжены нагревательным элементом, интегрированным с ними. Наборы согласно настоящему изобретению дополнительно могут содержать футляр (или другую упаковку или компонент для переноски или хранения), в котором размещен один или большее количество дополнительных компонентов набора. Футляр может представлять собой твердый или мягкий контейнер многократного использования. Кроме того, футляр может быть простой коробкой или другой упаковкой.
[00134] Различные изменения и другие варианты реализации настоящего изобретения станут очевидными для специалиста, которому подходит данное изобретение, после ознакомления с представленным выше описанием; причем для специалистов очевидно, что модификации и изменения настоящего изобретения могут быть осуществлены без отступления от идеи или объема защиты настоящего изобретения. Таким образом, следует подразумевать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными выше вариантами реализации и что возможные изменения и другие варианты реализации ограничены рамками пунктов приложенной формулы. Несмотря на то что в настоящей заявке использованы конкретные термины, указанные термины использованы только в родовом и описательном смысле, но не с целью ограничения.
Реферат
Изобретение относится к электронному курительному изделию, которое содержит корпус картриджа по существу трубчатой формы; носитель пригодного для вдыхания вещества, который имеет по существу трубчатую форму и который содержит в себе пригодное для вдыхания вещество, причем носитель пригодного для вдыхания вещества расположен в корпусе картриджа так, чтобы образовывать кольцевое пространство между носителем пригодного для вдыхания вещества и корпусом картриджа; электрический нагревательный элемент и управляющий корпус со взаимодействующим концом, функционально соединенным с картриджем и содержащим источник электроэнергии, который подает электропитание электрическому нагревательному элементу; причем носитель пригодного для вдыхания вещества функционально расположен с электрическим нагревательным элементом так, чтобы нагревать по меньшей мере участок носителя пригодного для вдыхания вещества в достаточной степени для формирования в кольцевом пространстве пара, содержащего пригодное для вдыхания вещество. Технический результат заключается в обеспечении безопасной эмуляции курения. 44 з.п. ф-лы, 17 ил.
Формула
корпус картриджа по существу трубчатой формы;
носитель пригодного для вдыхания вещества, который имеет по существу трубчатую форму и который содержит в себе пригодное для вдыхания вещество, причем носитель пригодного для вдыхания вещества расположен в корпусе картриджа так, чтобы образовывать кольцевое пространство между носителем пригодного для вдыхания вещества и корпусом картриджа;
электрический нагревательный элемент и
управляющий корпус со взаимодействующим концом, функционально соединенным с картриджем и содержащим источник электроэнергии, который подает электропитание электрическому нагревательному элементу;
причем носитель пригодного для вдыхания вещества функционально расположен с электрическим нагревательным элементом так, чтобы нагревать по меньшей мере участок носителя пригодного для вдыхания вещества в достаточной степени для формирования в кольцевом пространстве пара, содержащего пригодное для вдыхания вещество.
