Узел испарителя

Узел испарителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к узлу испарителя и устройствам, содержащим узел испарителя.

Уровень техники

Устройства, такие как е-сигарета (электронная сигарета), могут содержать узел, обеспечивающий образование аэрозоля, который затем вдыхается курильщиком. Аэрозоль может быть образован за счет испарения (превращения в пар) подходящей жидкости. Испаренная жидкость в результате образует аэрозоль, который затем вдыхается курильщиком. Аэрозоль может быть также получен с помощью механического средства, например, с помощью пьезоэлектрического распылителя, или с помощью нагревателя. Один пример устройства, содержащего испаритель, описан в патентном документе WO 2010/045671. В этом устройстве испаритель может иметь контакт с резервуаром для жидкости посредством верхней основной поверхности испарителя.

Сущность изобретения

В соответствии с первым аспектом раскрыт узел испарителя (узел испарения), содержащий испаритель и матрицу, подходящую для удерживания испаряемой жидкости, при этом испаритель содержит первую и вторую поверхность, образующие общее ребро, причем первая поверхность имеет большую площадь поверхности, чем вторая поверхность; испаритель контактирует с матрицей посредством второй поверхности.

В соответствии со вторым аспектом раскрыто устройство, такое как е-сигарета, содержащее узел испарителя согласно указанному первому аспекту

Согласно другому основному аспекту раскрыт узел испарителя, содержащий испаритель, в который подлежащая испарению жидкость может поступать в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси испарителя.

Приведенное ниже описание настоящего изобретения можно применить к любому из вышеуказанных аспектов, и любое раскрытие не следует рассматривать как ограниченное аспектом или воплощением, описанным именно в этом разделе.

Узел испарителя

Описанный здесь узел испарителя содержит испаритель и матрицу, способную удерживать подлежащую испарению жидкость.

Испаритель генерирует пар при испарении жидкости, удерживаемой в матрице. Это испарение осуществляется с помощью нагревания. Поэтому испаритель может быть взаимозаменяемым образом назван также нагревателем или дистиллером. Следует понимать, что последующее образование аэрозоля из полученного пара является результатом конденсации пара. В результате испаритель может быть также назван аэрозоль-образующим элементом.

Испаритель обычно имеет трехмерное исполнение, содержащее, по меньшей мере, первую и вторую поверхности. Первая и вторая поверхности образуют общее ребро. Другими словами, первая поверхность и вторая поверхность расположены таким образом, что они имеют общее ребро. При этом первая поверхность и вторая поверхность могут быть по существу перпендикулярны друг другу. Однако возможно, что угол, образованный между этими двумя поверхностями, составляет больше или меньше 90°.

Указание поверхности в настоящем изобретении относится к участку испарителя, ограниченному одной или большим числом ребер. Например, если испаритель по существу форму прямоугольного параллелепипеда, первая поверхность и вторая поверхность образуют общее ребро, при этом первая и вторая поверхности перпендикулярны друг другу. Если испаритель выполнен по существу кольцевым (подобным диску), он имеет первую поверхность, ограниченную круговым ребром, при этом указанное ребро является общим со второй поверхностью, которая проходит под углом относительно первой поверхности (например, 90°) и вокруг диска.

В отношении термина «ребро» следует отметить, что этот термин охватывает скругленные или скошенные ребра, а также иные профили, которые сопрягают две поверхности.

Площадь первой поверхности больше, чем площадь второй поверхности. В этой связи следует понимать, что первая поверхность обычно образует верхнюю внешнюю поверхность испарителя (или нижнюю внешнюю поверхность, в зависимости от ориентации испарителя), а вторая поверхность, может, следовательно, образовать или боковую внешнюю поверхность или торцевую внешнюю поверхность испарителя. Конкретная форма испарителя не является особо ограниченной, и возможны различные формы выполнения, при условии, что первая поверхность и вторая поверхность образуют общее ребро, и площадь первой поверхности больше площади второй поверхности. В одном воплощении испаритель выполнен пластинчатым. В одном воплощении испаритель имеет плоскую поверхность. Другие примеры подходящих форм и конфигураций испарителя описаны ниже.

Сам испаритель может быть изготовлен из материала, образующего капиллярную структуру. Благодаря этому и в результате контактирования с матрицей, содержащей испаряемую жидкость, капиллярная структура служит для распределения подлежащей испарению жидкости по всему испарителю. Соответственно, капиллярная структура может проходить по всему испарителю. В качестве альтернативы, возможно, чтобы капиллярная структура была ограничена определенными участками испарителя.

Капиллярная структура испарителя может быть открытой (доступной снаружи), по меньшей мере, на одной поверхности испарителя. Иными словами, капиллярная структура проходит до внешней поверхности испарителя. Там, где капиллярная структура открыта на поверхности испарителя и контактирует с матрицей, она обеспечивает отвод жидкости из матрицы в испаритель. Таким образом, в одном воплощении капиллярная структура испарителя открыта, по меньшей мере, на одной поверхности испарителя, в частности, на второй поверхности, или любой поверхности, образующей с первой поверхностью общее ребро. Капиллярная структура может быть открытой на всех поверхностях испарителя. В одном воплощении капиллярная структура испарителя открыта, по меньшей мере, на указанной второй поверхности испарителя. В предпочтительном воплощении капиллярная структура испарителя открыта, по меньшей мере, на первой и второй поверхностях испарителя. В другом предпочтительном воплощении капиллярная структура испарителя открыта на всех поверхностях испарителя.

В тех случаях, когда капиллярная структура испарителя открыта на двух и более поверхностях испарителя, в частности, на первой и второй поверхностях, жидкость отводится из матрицы благодаря капиллярному эффекту и испаряется с помощью испарителя. В этой связи следует понимать, что размеры капиллярных пор в испарителе будут выбраны такими, чтобы обеспечить возможность всасывания жидкость из матрицы. Испаренная жидкость выходит из испарителя через участок капиллярной структуры, который открыт для доступа снаружи. Следует понимать, что капиллярная структура второй поверхности, даже если она открыта, контактирует с матрицей. Соответственно, испаренная жидкость выходит из испарителя через такие участки, где капиллярная структура доступна и открыта в местную окружающую среду, в частности, в камеру устройства, в состав которого включен узел испарителя. При этом «открытая (доступная)» структура в контексте настоящего описания не означает, что поверхность с открытой капиллярной структурой не может находиться в контакте с элементом конструкции, иным, чем испаритель, например, с матрицей. Напротив, «открытая (доступная)» относится к капиллярной структуре, проходящей до внешней границы испарителя так, что в результате жидкость может всасываться из внешнего источника (например, матрицы) в испаритель через капиллярную структуру. Если капиллярная структура продолжается до внешней поверхности испарителя (рассматривая только испаритель), можно считать, что капиллярная структура выполнена открытой на этой поверхности.

В определенных случаях, по меньшей мере, одна из поверхностей испарителя не имеет открытой наружу капиллярной структуры. Это может быть обусловлено тем, что рассматриваемая поверхность не содержит капиллярную структуру или тем, что капиллярная структура этой поверхности была полностью или частично покрыта другим элементом испарителя. За счет ограничения действия капиллярной структуры (или ее части) на отдельных участках поверхностей испарителя распределение испаренной жидкости можно сосредоточить на определенных участках, что приводит к образованию. участков с увеличенной плотностью пара и может быть выгодным.

Испаритель может иметь любую одну из следующих структур: тканая структура, ячеистая структура, волокнистая структура, волокнистая структура с открытыми порами, спеченная структура с открытыми порами, пеноматериал с открытыми порами или нанесенная осаждением структура с открытыми порами. Перечисленные структуры являются подходящими для создания тела испарителя, имеющего высокую степень пористости. Высокая степень пористости может обеспечить использование теплоты, которую выделяет испаритель, преимущественно, для испарения жидкости и достижение высокой эффективности испарителя. С помощью указанных структур может быть создана пористость более 50%. В одном воплощении пористость испарителя составляет 50% или более, 60% или более, 70% или более. Волокнистая структура с открытыми порами может быть образована, например, из нетканого материала, который может быть достаточно плотным, и может быть дополнительно спечен для улучшения когезионной прочности. Спеченная структура с открытыми порами может быть образована, например, из зернистого, волокнистого или хлопьеобразного спеченного композита, произведенного с использованием процесса отливки пленки. Осажденные структуры с открытыми порами могут быть получены, например, с помощью процесса химического осаждения из газовой фазы (CVD процесс), процесса физического осаждения из газовой фазы (PVD процесс), пламенного напыления. Вспененные материалы с открытыми порами, в принципе, коммерчески доступны и также могут быть получены в виде тонкой, мелкопористой структуры. Примером пеноматериала с открытыми порами является пенокерамика.

В одном воплощении испаритель содержит, по меньшей мере, два слоя, причем слои образованы, по меньшей мере, одной из следующих структур: металлический лист, фольга, бумага, сетчатая структура, тканая структура, волокно, волокнистая структура с открытыми порами, спеченная структура с открытыми порами, вспененный материал с открытыми порами или структура с открытыми порами, полученная путем осаждения. Например, испаритель может быть образован электрическим нагревателем сопротивления, состоящим из металлической фольги в комбинации со структурой, содержащей капиллярную структуру. Такое выполнение может обеспечить создание испарителя, в котором одна из поверхностей испарителя снаружи закрыта для доступа (благодаря наличию металлической фольги). В том случае, если рассматривается испаритель, содержащий один слой, такой слой может быть образован структурой из нетканого металлического волокна, которая, во-первых, способствует нагреванию благодаря ее электрическому сопротивлению, и, во-вторых, создает капиллярный эффект, действующий на жидкость. Отдельные слои предпочтительно, но не обязательно, соединены один с другим с помощью термической обработки, такой как спекание или сварка. Например, испаритель может быть выполнен из спеченной слоистой структуры, образованной из фольги, изготовленной из нержавеющей стали, и одного или большего количества слоев проволочной ткани из нержавеющей стали (например, из стали AISI 304 или AISI 316). В качестве альтернативы испаритель может быть выполнен из спеченной слоистой структуры, состоящей, по меньшей мере, из двух слоев проволочной ткани из нержавеющей стали. Вместо спекания слои испарителя могут быть соединены друг с другом с помощью точечной сварки или сварки электросопротивлением. Отдельные слои могут быть также соединены друг с другом механически. Например, двухслойная проволочная ткань может быть получена лишь путем сгибания одного слоя. Вместо нержавеющей стали возможно также использование например сплавов для нагревателей сопротивления, в частности, сплавов NiCr и сплавов CrFeAl ("Kanthal"), которые имеют еще более высокое удельное электрическое сопротивление, чем нержавеющая сталь. Соединение между слоями обеспечивается путем термической обработки, в результате которой контакт между слоями сохраняется даже при неблагоприятных условиях, например, во время их нагревания испарителем и термического расширения, обусловленного нагреванием.

Испаритель может содержать, например, тонкий электропроводящий слой из платины, никеля, молибдена, вольфрамам или тантала, при этом указанный слой наносят на поверхность испарителя с помощью вышеупомянутого CVD процесса или PVD процесса. В этом случае испаритель может содержать токонепроводящий материал, например, кварцевое стекло. В качестве альтернативы, испаритель содержит материал, обладающий электрическим сопротивлением, например, углерод, или электропроводящий или полупроводящий керамический материал, или материал для терморезистора с положительным температурным коэффициентом (РТС материал). В особенности предпочтительно в качестве материала, обладающего электрическим сопротивлением, использовать металл. Металлы обладают большей способностью к пластической деформации по сравнению с перечисленными выше материалами. Это свойство оказалось желательным ввиду того, что испаритель во время работы подвержен действию переменной тепловой нагрузки, что приводит к термическим расширениям. Металлы могут лучше компенсировать такие термические расширения. Кроме того, для сравнения, металлы обладают более высокой ударной прочностью. Это свойство дает преимущество, независимо от того, какой компонент сигареты-ингалятора подвержен ударному действию. Примеры подходящих металлических резистивных материалов включают: нержавеющие стали, такие как AISI 304 или AISI 316, и сплавы для нагревателей сопротивления, в частности, сплавы NiCr и сплавы CrFeAl ("Kanthal"), например, сплавы согласно стандартам DIN номер 2.4658, 2.4867, 2.4869, 2.4872, 1.4843, 1.4860, 1.4725, 1.4765 и 1.4767. Подходящие испарители, имеющие составные слоистые конструкции, упоминаются также в патентном документе WO 2010/045671, содержание которого полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.

Испаритель может иметь толщину 1,0 мм или менее, например, 0,9 мм, 0,8 мм, 0,7 мм, 0,6 мм или 0,5 мм. В одном воплощении толщина испарителя может составлять 50-500 мкм. Ширина испарителя может находиться в интервале от приблизительно 1 мм до приблизительно 10 мм. В одном воплощении ширина испарителя может быть выбрана из 1 мм, 2 мм, 3 мм, 4 мм, 5 мм, 6 мм, 7 мм, 8 мм, 9 мм, или 10 мм. При таких размерах испарителя теплота, которая выделяется во внутреннем объеме испарителя, может эффективно передаваться за счет теплопроводности, т.е. при низких градиентах температуры, к открытой поверхности испарителя, где за счет этой теплоты происходит испарение жидкого вещества. Кроме того, пар, образовавшийся во внутреннем объеме испарителя, легче может достигать открытой поверхности испарителя. Указанные параметры позволяют дополнительно увеличить испарительную способность. В некоторых воплощениях толщина испарителя соответствует по существу толщине второй поверхности. В одном воплощении испаритель имеет по существу постоянную толщину.

В одном воплощении испаритель может содержать выемки в виде щелей, проходящих от второй поверхности в первую поверхность. Щель (щели) может занимать половину ширины первой поверхности. В качестве альтернативы, щель может проходить еще дальше.

В одном воплощении в испарителе имеется большое количество щелей, выполненных по его длине. Эти щели могут быть образованы как прорези, или они могут быть получены путем выдавливания и пробивки. Испарители, снабженные подходящими щелями, описаны также в патентном документе WO 2011/109849, содержание которого полностью включено в настоящее описание посредством ссылки. В этой связи следует отметить, что наличие одной или большего количества выемок в виде щелей обуславливает ограничение протекания электрического тока через испаритель. Это ограничение приводит к образованию участков с повышенным выделением тепла вокруг конца щели (щелей), проходящего внутрь испарителя. Увеличение локализованного выделения тепла способствует созданию градиентов температуры поперек испарителя. Подобный эффект может быть также достигнут за счет использования выемок различного размера (не обязательно имеющих форму щелей), при условии, что такие выемки приводят к ограничению величины тока, протекающего через испаритель, и способствуют созданию локальных градиентов температуры. Подобный эффект может быть также достигнут путем заполнения щели (щелей)/выемки (выемок) изоляционным материалом.

Продольные и поперечные размеры испарителя не являются особо ограниченными. В частности, выбор продольного размера испарителя может быть продиктован размером устройства, в состав которого входит данный узел испарителя, и/или ориентацией испарителя в пределах указанного узла. Во избежание неопределенности следует уточнить, что продольный размер/ось испарителя выбирают таким, что он имеет наибольшую длину и не обязательно соответствует ориентации испарителя в пределах устройства. Например, узел испарителя может быть ориентирован в устройстве так, что продольный размер испарителя проходит перпендикулярно продольному размеру устройства. В качестве альтернативы продольный размер испарителя может быть по существу параллельным продольному размеру устройства.

В отношении вышеупомянутой матрицы, используемой в настоящем изобретении, следует отметить необходимость ее способности удерживать подлежащую испарению жидкость. Например, испаряемая жидкость может содержать вещество, такое как никотин, в комбинации с одним или большим числом компонентов, таких как глицерин, вода или другие желаемые компоненты.

Конфигурация матрицы позволяет удерживать подлежащую испарению жидкость при нормальных внешних условиях, например, при атмосферном давлении и т.п., и отводить эту жидкость на участках контакта со второй поверхностью испарителя. В этой связи матрица может иметь капиллярную структуру которая, во взаимодействии с капиллярной структурой испарителя обеспечивает отвод испаряемой жидкости при контактировании капиллярной структуры испарителя с капиллярной структурой матрицы.

Подходящие материалы для матрицы включают нетканые материалы (например, Kuraflex®, Kuraray; Sontara®, DuPont), термопластичные полиуретаны (например, Tecophilio TPU, Lubrizol), термопластичные сополиэфиры (например, Arnitel® DSM), вспененный меламин, вспененные простой полиэфир и сложный полиэфир с открытыми порами, пористые материалы с открытыми порами на основе полиолефинов, печатную пену, боросиликатные волокнистые стеклянные фильтры, фитиль из натурального хлопка, кремнеземный фитиль, фитиль из вискозного фетра, углеродный фетр (войлок), графитовый фетр, волокно, волокна из полиакрилонитрила (например, Pyron®, Zoltek), керамическое волокно (например, Nextel®, 3М), гидрофильный термопластический эластомер (например, Pebax®, Arkema), пористую керамику, и хлопковый фитиль с полиэфирными волокнами, или комбинацию указанных материалов.

Матрица может быть выполнена с переменной степенью капиллярности. Например, если матрица имеет цилиндрическую конфигурацию, внешняя часть матрицы может иметь капиллярную структуру с капиллярными каналами большего размера по сравнению с внутренней частью матрицы. Такая конфигурация способствует продвижению жидкости через капиллярные каналы к внутренней поверхности. Так, в одном воплощении матрица имеет трубчатую форму и капиллярную структуру размеры капиллярных каналов которой постепенно уменьшаются в направлении внутрь. Например, если матрица цилиндрическая, концентрично расположенные части матрицы могут иметь капиллярные каналы относительно большего или меньшего размера, при этом участок с меньшими капиллярными каналами расположен с внутренней стороны относительно участка с каналами большего размера.

Как отмечено выше, матрица контактирует с испарителем посредством второй поверхности. Однако матрица может контактировать с испарителем по другим дополнительным поверхностям. Кроме того, может быть использовано более одной матрицы так, что, по меньшей мере, со второй поверхностью испарителя контактирует одна матрица, и одна или большее число матриц контактирует с другими поверхностями.

Как отмечено выше, матрица обычно содержит капиллярную структуру которая удерживает подлежащую испарению жидкость при вышеупомянутых внешних условиях. Для того чтобы испаряемую жидкость можно было перемещать к испарителю, необходимо, чтобы капиллярная структура матрицы была открыта, по меньшей мере, на тех участках, которые контактируют со второй поверхностью испарителя. Для участков матрицы, которые не контактируют с испарителем, отсутствует необходимость в том, чтобы они все имели открытую поверхность. Однако следует понимать, что вторая поверхность матрицы обычно открыта (доступна) для вентиляции, чтобы обеспечить замещение объема жидкости, поступающей к испарителю, воздухом, входящим в капиллярную структуру. В одном воплощении матрица имеет открытую поверхность капилляров на тех участках, на которых она контактирует с испарителем. Как отмечено выше, термин «открытая» в контексте описания изобретения не означает, что открытые поверхности матрицы не могут контактировать с другим элементом конструкции, который не образует часть матрицы, например, с испарителем.

Конкретная форма матрицы не. является ограничением. Однако следует понимать, что при включении испарителя и матрицы в состав устройства, такого как е-сигарета, форма и размеры матрицы должны быть такими, чтобы обеспечить компактное устройство. При этом матрица может быть распределена вокруг других компонентов устройства и может иметь форму, соответствующую требуемому внешнему и внутреннему профилю устройства, при этом единственное требование заключается в том, чтобы часть матрицы находилась в контакте с испарителем через посредство второй поверхности. Следует также понимать, что единственная матрица может находиться в контакте с некоторыми поверхностями испарителя, конечно, при условии, что, она, по меньшей мере, контактирует со второй поверхностью, как отмечено выше. В одном воплощении матрица контактирует с испарителем всеми поверхностями, образующими общее ребро с первой поверхностью. В одном воплощении испаритель контактирует с матрицей только боковыми поверхностями, т.е. поверхностями, образующими общее ребро с первой поверхностью.

В одном воплощении матрица имеет трубчатую, например, цилиндрическую форму. В том случае, если матрица имеет трубчатую форму, ее продольная ось может быть параллельна продольной оси какого-либо устройства, в котором размещена эта матрица. В одном воплощении продольные оси трубчатой матрицы и устройства, в котором она размещена, по существу находятся на одной линии. Если матрица выполнена трубчатой, следует учитывать, что испаритель может проходить поперек матрицы так, что он находится в контакте с противолежащими поверхностями матрицы. Таким образом, испаритель может образовать мостик, проходящий поперек трубчатой матрицы.

Как отмечено выше, в контакте с испарителем может находиться более чем одна матрица, или же единственная матрица может находиться в контакте более чем с одной поверхностью испарителя. Например, если используется некоторое количество матриц (более чем одна), каждая матрица может контактировать с поверхностью, которая образует общее ребро с первой поверхностью. Например, если испаритель выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда и, следовательно, имеет шесть поверхностей (верхнюю, нижнюю, первую боковую, вторую боковую, первую торцевую и вторую торцевую), первая поверхность такого испарителя может соответствовать верхней или нижней поверхности (в зависимости от ориентации), а второй поверхностью может быть любая одна из первой и второй боковых сторон, или первый или второй торец, и, следовательно, одна или большее число матриц может находиться в контакте со второй поверхностью испарителя, и одна или большее число матриц может контактировать с какой-либо из остальных пяти поверхностей испарителя. Другими словами, по меньшей мере, одна матрица находиться в контакте, по меньшей мере, со второй поверхностью, и одна или более других дополнительных матриц могут контактировать с остальными поверхностями. Однако обычно, по меньшей мере, часть, предпочтительно вся первая поверхность, например, верхняя или нижняя поверхность (для испарителя в виде прямоугольного параллелепипеда) не находится в контакте с матрицей. В действительности, для обеспечения эффективного процесса испарения и распределения испаряемой жидкости предпочтительно, чтобы указанные поверхности по существу не имели контакта с каким-либо другим элементом конструкции (за исключением электрических и механических удерживающих контактов). В одном воплощении первая поверхность не контактирует с матрицей. В одном воплощении любой контакт между первой поверхностью испарителя и матрицей является минимальным. При этом, в том случае, если матрица выполнена из эластичного материала, возможно, что участок поверхности, который контактирует с испарителем, становится в небольшой степени сжатым. Эта небольшая степень сжатия может привести к тому, что поверхность матрицы нависает над первой поверхностью до такой степени, что существует поверхностный контакт, Такой контакт считается недостаточным для установления эффективной капиллярной связи между испарителем и матрицей. Таким образом, в одном воплощении первая поверхность испарителя по существу не имеет контакта с матрицей. При наличии противолежащей поверхности, имеющей площадь поверхности по существу эквивалентную первой поверхности (например, нижняя лицевая поверхность испарителя в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором верхняя поверхность соответствует рассматриваемой первой поверхности), противолежащая поверхность может не контактировать с матрицей (или по существу не контактировать, как это поясняется выше). Если матрица контактирует с первой поверхностью, то считается предпочтительным, чтобы часть первой поверхности не контактировала с матрицей, или, конечно, с любым другим компонентом узла испарителя. Такое взаимное расположение позволяет отводить испаряемую жидкость из первой поверхности через капиллярную структуру

Соответственно, в одном воплощении узел испарителя содержит первую матрицу, контактирующую со второй поверхностью испарителя, и вторую матрицу, контактирующую с другой поверхностью испарителя, при этом указанная другая поверхность образует общее ребро с первой поверхностью. В одном воплощении испаритель имеет вторую поверхность и третью поверхность, каждая из которых образует с первой поверхностью отдельно расположенное общее ребро. В одном воплощении третья поверхность расположена оппозитно относительно второй поверхности. В одном воплощении испаритель содержит вторую, третью, четвертую и пятую поверхности, и все эти поверхности образуют с первой поверхностью отдельные общие ребра. В одном воплощении испаритель содержит одну или большее количество поверхностей, которые образуют с первой поверхностью отдельные общие ребра. В одном воплощении испаритель содержит более чем одну поверхность, каждая из которых образует с первой поверхностью общее отдельное ребро. В одном воплощении испаритель содержит более двух поверхностей, каждая из которых образует с первой поверхностью общее отдельное ребро. В одном воплощении испаритель содержит более трех поверхностей, каждая из которых образует с первой поверхностью отдельное общее ребро. В одном воплощении испаритель содержит более четырех поверхностей, каждая из которых образует с первой поверхностью отдельное общее ребро. В одном воплощении испаритель содержит две, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять или десять поверхностей, каждая из которых образует отдельно расположенное общее ребро с первой поверхностью.

В одном воплощении ряд поверхностей испарителя, которые формируют общие ребра с первой поверхностью, образуют плоскости, расположенные по существу параллельно. Другими словами, углы, образованные между первой поверхностью и указанным рядом поверхностей, образующих общие ребра с первой поверхностью, являются одинаковыми или по существу одинаковыми.

Следует понимать, что возможны многочисленные конфигурации испарителя и матрицы. Конечно, в узле испарителя может находиться не один, а большее количество испарителей, имеющих одинаковую или различную форму/конфигурацию.

В одном воплощении узел испарителя содержит два, три, четыре или большее количество испарителей.

В случае использования более чем одного испарителя, эти испарители могут быть размещены один за другим (один выше или ниже другого/в различных плоскостях), или они могут быть расположены по существу в одной и той же плоскости. При использовании более чем одного испарителя каждый испаритель может быть отделен с помощью одной или большего числа матриц (т.е. размещен по вертикали или горизонтали между двумя матрицами).

В одном воплощении узел испарителя содержит один испаритель. В одном воплощении узел испарителя содержит два испарителя. В одном воплощении узел испарителя содержит три испарителя. В одном воплощении узел испарителя содержит четыре испарителя. Как отмечено выше, каждый испаритель содержит, по меньшей мере, первую и вторую поверхности и контактирует, по меньшей мере, с одной матрицей посредством, по меньшей мере, указанной второй поверхности.

Испаритель (испарители), входящий в составе узла испарителя, может содействовать поддерживанию матрицы, входящей в состав этого узла. Это, в частности, относится к случаю включения указанного узла в состав устройства. Например, при использовании узла испарителя в устройстве испаритель может быть сконфигурирован с возможностью удерживания матрицы относительно поверхности устройства. В случае использования более чем одного испарителя, между испарителями может быть размещена одна или большее число матриц, и, таким образом, испарители поддерживают находящиеся в устройстве матрицы.

Подобным образом, матрицы могут быть использованы для поддерживания испарителя (испарителей). Так, в одном воплощении один или большее число испарителей могут поддерживаться одной или большим числом матриц. В частности, в случае использования трубчатой матрицы она может быть изготовлена из упругого материала и может иметь внутренний диаметр немного меньший, чем длина/ширина испарителя (в зависимости от ориентации), так что испаритель в качестве мостика может соединять противоположные поверхности матрицы и даже поддерживаться матрицей (благодаря упругим свойствам материала матрицы). В качестве альтернативы, если матрица не является особо упругой, она все же может обеспечивать поддерживание испарителя, поскольку образующий мостик испаритель может быть присоединен к матрице другими подходящими способами.

Испаритель обеспечивает испарение жидкости, находящейся внутри матрицы. Соответственно, испаритель выполнен из/содержит материал, обладающий электрическим сопротивлением, и при подключении к электрической цепи температура этого материала будет увеличиваться, в результате чего будет происходить испарение какого-либо испаряемого вещества, находящегося в контакте с поверхностью материала испарителя. В этой связи противоположные концы испарителя могут быть прикреплены к соответствующим положительной и отрицательной клеммам источника электрической энергии (электрической батареи). При использовании в устройстве более чем одного испарителя каждый из них может быть подключен отдельно к источнику питания (батарее), или одна или большее число электропроводящих перемычек могут соединять каждый из испарителей, и эти перемычки могут находиться в электрическом контакте с соответствующими клеммами батареи и т.п. источника. Подходящие батареи для использования в устройствах, таких как е-сигареты и тому подобные хорошо известны специалисту. Например, представляет возможным использовать перезаряжаемые аккумуляторные батареи.

Необходимо принимать во внимание, что в контексте описания настоящего изобретения «контакт» между испарителем и матрицей, осуществляемый посредством второй поверхности испарителя, следует понимать как контакт, достаточный для установления надлежащей капиллярной связи между матрицей и испарителем. Таким образом, «контакт», недостаточный для обеспечения такой связи, не считается «контактом» в контексте настоящего изобретения.

Как отмечено выше, другим аспектом настоящего изобретения является устройство, содержащее описанный выше узел испарителя. В одном воплощении таким устройством может быть е-сигарета, содержащая оболочку, источник энергии (батарею), узел испарителя, один или большее количество светодиодов (LED) и один или большее количество датчиков, позволяющих установить, что устройство используется, и активировать испаритель узла испарителя. Оболочка обычно вмещает другие элементы устройства и удерживает их в определенном положении.

Оболочка, как правило, вмещает другие элементы устройства и может быть выполнена с образованием воздушного канала, проходящего через устройство и, по меньшей мере, над одной поверхностью одного или большего числа испарителей, имеющихся в устройстве. В качестве альтернативы, другие элементы, размещенные в оболочке, могут быть выполнены с возможностью обеспечения воздушного канала, проходящего через устройство и, по меньшей мере, над одной поверхностью одного или большего числа испарителей, имеющихся в устройстве. Конечно, в случае трубчатой матрицы внутренние стенки трубчатой матрицы могут служить для образования воздушного канала. Во многих случаях воздушный канал будет расположен, по меньшей мере, над первой поверхностью какого-либо испарителя, имеющегося в устройстве, но оболочка/другие элементов могут быть также выполнены таким образом, что поток воздуха проходит над поверхностями любого из испарителей, имеющихся в устройстве.

Оболочка может быть разделимой на две части или более. Например, если оболочка разделима на две части, узел испарителя и мундштук могут находиться в первой части, а источник питания, LED и датчик могут быть размещены во второй части. Каждая из указанных частей оболочки может содержать отверстие, подходящее для прохода воздуха через устройство и выхода из мундштука. В качестве альтернативы, устройство может быть выполнено так, что только одна из частей оболочки, например первая часть, имеет подходящие отверстия. В одном воплощении оболочка может быть разделимой на три части, и в этом случае узел испарителя может находиться в двух различных частях оболочки, которые могут быть соединены вместе с образованием узла испарителя.

В одном воплощении узел испарителя является частью первой оболочки, и указанная оболочка содержит мундштук и соединительный элемент, служащий для электрического и механического соединения с другой частью оболочки. Например, в этом воплощении первая оболочка может образовать картомайзер, содержащий узел испарителя в соответствии с настоящим изобретением.

Можно представить себе различные конфигурации устройств и е-сигарет, в частности, содержащих узел испарителя согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Далее будут раскрыты различные аспекты настоящего изобретения в отношении описанных ниже воплощений. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено каждым конкретным воплощением, и, конечно, подходящие характерные особенности каждого воплощения могут быть применены к другим воплощениям.

Фиг. 1 - вид в перспективе части 100 испарителя в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 - вид в перспективе испарителя 100 в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 3А, 3В и 3С - испаритель 100 в соответствии с настоящим изобретением, виды сверху и с торцов.

Фиг. 4 - типичная зона контакта между испарителем 100 и матрицей 150.

Фиг. 5 - другие типичные зоны контакта между испарителем 100 и матрицей 150.

Фиг. 6 - испари