Аэрозольобразующий элемент
Иллюстрации
Показать всеГруппа изобретений относится к медицинской технике, а именно к аэрозольобразующему элементу, содержащему этот элемент компоненту устройства для подачи аэрозоля и устройству для подачи аэрозоля. Аэрозольобразующий элемент содержит лист материала, выполненный с возможностью впитывания и нагревания раствора. Лист материала содержит первый участок и второй участок. Первый участок расположен под углом относительно второго участка, при этом первый участок выполнен с возможностью нагревания относительно второго участка. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к аэрозольобразующему элементу для устройства подачи аэрозоля. Изобретение относится также к компоненту устройства подачи аэрозоля, содержащему аэрозольобразующий элемент согласно изобретению, и к устройству подачи аэрозоля, содержащему указанный компонент устройства для подачи аэрозоля.
Уровень техники
Устройство для подачи аэрозоля представляет собой устройство, используемое для ввода веществ в организм человека через легкие. Один известный тип устройства для подачи аэрозоля генерирует пары раствора, в котором растворены указанные вещества. Эти пары конденсируются внутри устройства для подачи аэрозоля при их смешивании с воздухом с образованием капель или аэрозоля, который является подходящим для ингаляции. Такие устройства для подачи аэрозоля могут содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью испарения раствора, размещенного внутри устройства для подачи аэрозоля для того, чтобы образовать указанный аэрозоль. В качестве альтернативы, для генерирования аэрозоля некоторые устройства подачи аэрозоля могут использовать пьезоэлектрический распылитель.
Сущность изобретения
В соответствии с одним аспектом изобретения обеспечивается аэрозольобразующий элемент, содержащий лист материала, выполненный с возможностью впитывания и нагревания раствора, при этом лист материала содержит первый участок и второй участок, причем первый участок расположен под углом относительно второго участка и выполнен с возможностью нагревания по отношению ко второму участку.
В одном воплощении второй участок листа может проходить вокруг первого участка с образованием канала, в котором свободно расположен указанный первый участок.
В одном воплощении указанный лист материала дополнительно может содержать третий участок, являющийся продолжением первого участка.
Первый участок может быть выполнен с возможностью нагревания (повышения температуры) по отношению к третьему участку.
В другом воплощении второй и третий участки могут проходить вокруг первого участка с образованием канала, в котором расположен первый участок.
Согласно еще одному воплощению первый участок может быть свободно расположен между вторым и третьим участками, а второй и третий участки расположены под углом относительно первого участка с образованием канала.
Лист материала может иметь U-образное поперечное сечение.
В одном воплощении канал может быть цилиндрическим.
В другом воплощении первый участок может быть плоским.
В одном воплощении лист материала может содержать капиллярную структуру, способную впитывать раствор. Капиллярная структура может быть расположена на обеих сторонах листа материала.
В другом воплощении лист материала содержит первый слой, способный к нагреванию, и второй слой, содержащий капиллярную структуру.
Лист материала может быть сформован с канавками, проходящими поперек второго и/или третьего участков в направлении первого участка так, чтобы обеспечить возможность нагревания первого участка по отношению ко второму и/или третьему участкам.
В одном воплощении участки являются отдельными участками, соединенными вместе, при этом первый участок выполнен из материала, способного быть нагретым относительно материала другого участка (участков).
В одном альтернативном воплощении лист материала образован из первого ряда волокон, а второй ряд волокон включен в первый участок, причем указанный второй ряд волокон выполнен с возможностью нагревания относительно первого ряда волокон.
Согласно другому аспекту изобретения обеспечивается компонент устройства для подачи аэрозоля, содержащий впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха, сообщающиеся по текучей среде посредством аэрозольной камеры, образованной с помощью стенки камеры, и описанный выше аэрозольобразующий элемент, при этом указанный аэрозольобразующий элемент, по меньшей мере, частично расположен в аэрозольной камере. В качестве альтернативы, аэрозольобразующий элемент полностью может быть расположен в аэрозольной камере.
В одном воплощении лист материала может содержать две оппозитные основные поверхности, расположенные в соответствии с направлением потока воздуха, проходящего через аэрозольную камеру.
В другом воплощении, по меньшей мере, часть второго участка контактирует со стенкой камеры, а первый участок свободно расположен поперек аэрозольной камеры.
Форма аэрозольной камеры может соответствовать форме аэрозольобразующего элемента, в результате чего указанный аэрозольобразующий элемент контактирует со стенкой камеры.
В одном воплощении стенка камеры может содержать основу (наполнитель), образующую резервуар для жидкости, выполненную с возможностью пополнения аэрозольобразующего элемента раствором.
Указанная основа, образующая резервуар для жидкости, может содержать капиллярную структуру.
В одном воплощении, по меньшей мере, второй участок контактирует с основой, образующей резервуар для жидкости, а капиллярная структура аэрозольобразующего элемента и капиллярная структура основы, образующей резервуар для жидкости, сообщаются друг с другом по текучей среде.
В другом воплощении компонент устройства для подачи аэрозоля представляет собой теплозащитный экран, размещенный в аэрозольной камере вплотную со стенкой камеры.
Согласно еще одному аспекту изобретения обеспечивается устройство для подачи аэрозоля, содержащее компонент устройства для подачи аэрозоля, охарактеризованный выше.
Краткое описание чертежей
Далее будут описаны, исключительно для примера, воплощения изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи.
Фиг. 1 - устройство для подачи аэрозоля, содержащее аэрозольобразующий элемент в соответствии с одним воплощением изобретения, вид сбоку в разрезе.
Фиг. 2 - компонент устройства для подачи аэрозоля в соответствии с данным воплощением изобретения, вид сбоку в разрезе.
Фиг. 3 - воплощение аэрозольобразующего элемента в развернутом состоянии, двухмерный вид сверху.
Фиг. 4 - электрическое поле аэрозольобразующего элемента, показанного на фиг. 3, двухмерный вид сверху.
Фиг. 5 - другое воплощение аэрозольобразующего элемента в развернутом состоянии, двухмерный вид сверху.
Фиг. 6 - воплощение аэрозольобразующего элемента в развернутом состоянии, вид в поперечном разрезе.
Фиг. 7 - воплощение аэрозольобразующего элемента в развернутом состоянии в соответствии с другим воплощением, вид в поперечном разрезе.
Фиг. 8 - устройство для подачи аэрозоля, вид в поперечном разрезе по линии X-X на фиг. 1.
Фиг. 9 - аэрозольобразующий элемент в соответствии с еще одним воплощением, вид в поперечном разрезе.
Фиг. 10 - другое воплощение устройства для подачи аэрозоля, содержащего аэрозольобразующий элемент, показанный на фиг. 9, вид в поперечном разрезе.
Подробное описание изобретения
Устройство 1 для подачи аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением описано ниже со ссылкой на фиг. 1. Устройство для подачи аэрозоля содержит компонент 1' и компонент 1'' с источником энергии. Компонент 1' устройства для подачи аэрозоля присоединен к компоненту 1'' с источником энергии с возможностью разъема, однако предусмотрено, что в альтернативном воплощении компонент 1' устройства для подачи аэрозоля и компонент 1'' с источником энергии выполнены не отделимыми друг от друга так, что они образуют единый компонент.
Компонент 1' устройства для подачи аэрозоля может быть одноразового использования, а компонент 1'' с источником энергии может быть использован повторно. Однако предполагается, что если эти два компонента выполнены в виде единого компонента, то в этом случае устройство подачи аэрозоля может быть одноразового использования или неоднократного использования.
Компонент 1'' с источником энергии содержит корпус, в котором размещены электрическая батарея 30 и электрическая схема 34, показанные на фиг. 1. Следует принимать во внимание, что вместо батареи может быть использован альтернативный источник энергии.
Компонент 1' устройства для подачи аэрозоля более детально показан на фиг. 2 и содержит корпус 2 с мундштуком 3 на одном конце и соединительной концевой частью, в которой выполнен соединительный внутренний канал 35, на противоположном конце. Соединительный канал 35 посредством электрической схемы 31 электрически соединяет компоненты (элементы), размещенные в компоненте 1' устройства для подачи аэрозоля, с батареей 30, размещенной внутри компонента 1'' с источником энергии.
В корпусе 2, кроме того, образован воздушный канал, проходящий через компонент 1' устройства для подачи аэрозоля. Воздушный канал включает впускное отверстие 5 для воздуха, воздухораспределительную камеру 4, входное отверстие 31a аэрозольной камеры, аэрозольную камеру 6, выходное отверстие 31b аэрозольной камеры и выпускное отверстие 7. При использовании устройства воздух всасывается через впускное отверстие 5 для воздуха в воздухораспределительную камеру 4, затем во входное отверстие 31a аэрозольной камеры, которое направляет воздух в аэрозольную камеру 6, и после этого воздух выходит из аэрозольной камеры через выходное отверстие 31b камеры и покидает компонент 1' устройства для подачи аэрозоля через выпускное отверстие 7 в мундштуке 3.
В аэрозольной камере 6 размещен аэрозольобразующий элемент 10а. Аэрозольобразующий элемент, показанный на фиг. 3, содержит лист материала, который выполнен с возможностью впитывания и нагревания раствора для того, чтобы этот лист материала мог впитывать раствор и после этого нагревать его так, чтобы раствор испарялся с образованием паров. Лист материала по своей сущности является слоистым листом и содержит две основные оппозитные поверхности 20, 21. При этом указанный лист материала может содержать структуру с открытыми порами, пеноструктуру или систему взаимосвязанных пор, образующих в совокупности капиллярную структуру. Капиллярная структура позволяет аэрозольобразующему элементу 10а впитывать или поглощать раствор. Используемый здесь термин «капиллярная структура» следует понимать как структуру, через которую может перемещаться жидкость или раствор за счет капиллярного эффекта.
Для образования капиллярной структуры аэрозольобразующий элемент 10а может быть изготовлен из пористого зернистого, волокнистого или хлопьевидного спеченного металла (металлов). В другом воплощении аэрозольобразующий элемент 10а содержит металлическую пену с открытыми порами или ряд слоев проволочной сетки или каландрированной проволочной сетки, которые также образуют капиллярные структуры. Аэрозольобразующий элемент 10а может быть изготовлен из нержавеющей стали. Кроме того, аэрозольобразующий элемент 10а может быть изготовлен с капиллярной структурой, которая распространяется по всему аэрозольобразующему элементу 10а так, что она расположена на двух основных поверхностях 20, 21 листа материала. В одном воплощении одна из основных поверхностей 20, 21 может быть изолирована с помощью металлической фольги или покрытия, которое спечено с указанной основной поверхностью или присоединено к ней. В качестве альтернативы может быть изолирован участок одной или обеих основных поверхностей 20, 21. В другом воплощении аэрозольобразующий элемент 10а выполнен таким образом, что капиллярная структура не проходит через весь аэрозольобразующий элемент. Еще в одном не иллюстрируемом здесь воплощении на одной или обеих основных поверхностях 20, 21 может быть спечен тонкий несущий слой. Такой несущий слой может быть сформирован из проволочной сетки, изготовленной из нержавеющей стали.
Материал, из которого выполнен аэрозольобразующий элемент 10а, является нагреваемым материалом, поскольку обладает достаточным электрическим сопротивлением, и поэтому при прохождении через него электрического тока указанный аэрозольобразующий элемент 10а нагревается до температуры, достаточной для того, чтобы удерживаемый в капиллярной структуре раствор испарялся или улетучивался. В этих воплощениях аэрозольобразующий элемент 10а можно рассматривать как содержащий нагревательный элемент, образованный капиллярной структурой, т.е. этот нагревательный элемент и капиллярная структура совмещены и образуют единое целое или единый элемент.
В описанных выше воплощениях, в которых лист материала представляет собой один единственный слой, способный впитывать и нагревать раствор, этот лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, которые размещены на одной и той же поверхности.
В качестве альтернативы, аэрозольобразующий элемент 10а может содержать любую комбинацию вышеупомянутых структур и материалов, например, за счет обеспечения некоторого количества слоев с различными структурами/материалами, при этом слои соединены друг с другом, например, путем спекания. Ниже будет более подробно описано одно такое, не иллюстрируемое здесь воплощение.
Аэрозольобразующий элемент содержит лист материала, который является слоистым по своей сущности и образован из ряда слоев. Например, аэрозольобразующий элемент 10а может содержать первый нагреваемый слой, действующий в качестве нагревательного элемента. Этот первый слой выполнен из материала, который выполнен с возможностью нагревания. Аэрозольобразующий элемент 10а, кроме того, может содержать второй слой, образованный из структуры с открытыми порами, пеноструктуры или системы взаимосвязанных пор, образующих в совокупности капиллярную структуру. Капиллярная структура позволяет аэрозольобразующему элементу впитывать или поглощать раствор. Для образования капиллярной структуры второй слой может быть изготовлен из пористого зернистого, волокнистого или хлопьевидного спеченного металла (металлов). В качестве альтернативы, второй слой может содержать металлическую пену с открытыми порами или ряд слоев проволочной сетки или каландрированной проволочной сетки, образующих капиллярную структуру. Указанный второй слой может быть изготовлен из нержавеющей стали. Второй слой действует как фитиль.
Первый слой (нагревательный элемент) и второй слой (фитиль, образованный капиллярной структурой) наложены один поверх другого с образованием листа материала, имеющего две противоположные основные поверхности, при этом капиллярная структура расположена на одной из основных поверхностей. В этом воплощении лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, размещенные на параллельных поверхностях.
В одном альтернативном, не иллюстрируемом воплощении первый слой также содержит капиллярную структуру, описанную выше в отношении характеристики второго слоя, причем такую, что указанный первый слой может, как нагревать, так и впитывать раствор. В этом воплощении лист материала может быть охарактеризован как содержащий нагревательный элемент и фитиль, которые размещены на одной и той же поверхности и на параллельных поверхностях.
В одном альтернативном, не иллюстрируемом воплощении лист материала содержит третий слой, который подобен второму слою тем, что содержит капиллярную структуру. Второй и третий слои образуют с первым слоем сэндвич-структуру так, что капиллярная структура находится снаружи на обеих основных поверхностях листа материала.
Лист материала в соответствии с любым из описанных выше воплощений имеет толщину или высоту, которая находится в интервале от 20 до 500 мк. В качестве альтернативы толщина листа находится в интервале от 50 до 200 мк. Толщину или высоту следует понимать расстояние между двумя основными поверхностями 20, 21 листа материала.
На фиг. 3 и фиг. 4 показан аэрозольобразующий элемент 10а в развернутом состоянии или положении, а на фиг. 6 аэрозольобразующий элемент 10а показан в изогнутом состоянии или положении. Лист материала имеет первый или центральный участок 11 и второй и третий участки 12 и 13 с каждой стороны от центрального участка 11. Пунктирные линии на фиг. 3 показывают границы между участками 11, 12 и 13. Второй и третий участки 12 и 13 выполнены с канавками или бороздками 14, которые проходят от противоположных протяженных кромок 12а, 13а аэрозольобразующего элемента 10а в направлении первого участка и заходят на первый участок 11. В воплощении, показанном на фиг. 3, второй участок 12 выполнен с пятью канавками 14, а третий участок выполнен с четырьмя канавками 14. Канавки 14 проходят параллельно одна по отношению к другой в направлении поперек второго и третьего участков 12, 13 и расположены на некотором расстоянии друг от друга.
Противоположные свободные концы первого участка 11 действуют как электрические выводы 15, 16. Указанные электрические выводы 15, 16 выполнены с возможностью электрического соединения, например, посредством электрической схемы 34 с источником электрического питания, таким как батарея 30, при котором через аэрозольобразующий элемент 10а может быть пропущен электрический ток. Электрические выводы 15, 16 могут проходить от первого участка, как показано на фиг. 2, что дает возможность вставить их в соединительные отверстия (не показаны) устройства для подачи аэрозоля, при этом соединительные отверстия электрически соединены с источником электрического питания.
В качестве альтернативы, к каждому электрическому выводу 15, 16 может быть присоединен с помощью клеммы или припаян подключенный к источнику питания электрический провод для того, чтобы через аэрозольобразующий элемент 10а мог быть пропущен электрический ток.
В одном не иллюстрируемом альтернативном воплощении электрические выводы расположены на одной линии с соседними кромками второго и третьего участков 12, 13, причем так, что эти выводы не выступают вперед. Указанные выводы могут быть подключены к электрическому проводу с помощью клеммы, и/или этот провод может быть припаян к выводам. Следует понимать, что электрические контакты могут иметь любую иную форму и предполагается, что могут быть использованы другие средства, подходящие для подключения электрических выводов к источнику питания.
При протекании электрического тока через аэрозольобразующий элемент 10а канавки 14 сжимают электрическое поле 17 так, что оно по существу локализуется в пределах первого участка, как это показано на фиг. 4. Пунктирными линиями на фиг. 4 показаны границы между первым, вторым и третьим участками 11, 12 и 13. В результате прохождения тока в основном или непосредственно нагревается первый участок 11, в то время как второй и третий участки 12 и 13 остаются относительно не нагретыми. Однако следует принимать во внимание, что теплота, выделяемая первым участком 11, может содействовать незначительному нагреванию второго и третьего участков 12 и 13.
Предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается выполнением аэрозольобразующего элемента 10а с канавками 14 для локализации выделяемой теплоты в пределах первого участка 11. В соответствии с альтернативным воплощением, иллюстрируемым на фиг. 5, лист материала содержит один слой, образованный из отдельных участков, которые с помощью химической реакции или/механически соединены друг с другом. Другими словами, первый участок 11 с помощью химической реакции или/механически соединен со вторым и третьем участками 12 и 13. Первый участок изготовлен из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, в то время как второй или третий участки 12 и 13 изготовлены из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, и поэтому если через первый участок протекает электрический ток, электрическое поле по существу локализуется в пределах первого участка. Следует понимать, что первый участок также может быть выполнен с капиллярной структурой, проходящей по всему аэрозольобразующему элементу. Различие в величине удельного электрического сопротивления приводит к тому, что первый участок 11 нагревается относительно второго и третьего участков 12 и 13.
В конкретном воплощении первый участок 11 содержит токопроводящий материал, такой как проволочная сетка из нержавеющей стали, а второй и третий участки 12, 13 содержат слой волокна или тканый материал, изготовленный из стеклянных волокон, пучков нитей из стекловолокна или из любых других непроводящих и инертных волокнистых материалов. Слой волокна или тканого материала второго и третьего участков 12, 13 могут быть соединены с проволочной сеткой первого участка 11 путем сплавления или, другими словами, путем частичного плавления стеклянной фазы в зоне контакта.
В одном не иллюстрируемом воплощении аэрозольобразующий элемент выполнен из листа материала, содержащего ряд слоев, подобно не иллюстрируемому воплощению, описанному выше. Однако в этом воплощении лист материала содержит отдельные участки, а именно, первый, второй и третий участки, при этом каждый из этих участков содержит ряд слоев. Первый участок посредством химической реакции и/или механически соединен со вторым и третьим участками. По меньшей мере, один слой первого участка изготовлен из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, в то время как слои второго или третьего участков образованы из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, так что при протекании через первый участок электрического тока электрическое поле по существу локализуется на первом участке. В результате первый участок нагревается относительно второго и третьего участков.
Согласно еще одному альтернативному не иллюстрируемому воплощению лист материала не содержит отдельных участков или канавок для того, чтобы первый участок нагревался относительно второго и третьего участков 12, 13. В примере такого воплощения лист материала содержит слой волокна или тканый материал, не проводящий ток, изготовленный из стеклянных волокон, нитей из стекловолокна или из любых других непроводящих и инертных волокнистых материалов. Слой волокна или тканый материал обеспечивают создание капиллярной структуры и размещены на всех участках листа материала. В слой волокна или тканый материал на первом или центральном участке листа материала включены проводящие ток волокна или проволочки, что обуславливает способность указанного первого или центрального участка к нагреванию. Проводящие ток волокна или проволочки могут быть изготовлены из нержавеющей стали или из сплава для изготовления нагревательной проволоки, подобного сплаву хром-никель. В качестве альтернативы, проводящие ток волокна, могут заменить непроводящие волокна, а проводящие ток проволочки (нагревательные проволочки) могут заменить непроводящие нити.
Следует понимать, что альтернативные конфигурации аэрозольобразующего элемента, в котором теплота локализуется на первом участке относительно второго и третьего участков, как предполагается, находятся в пределах объема настоящего изобретения.
На фиг. 6 представлен аэрозольобразующий элемент 10а в свернутом состоянии или положении. Как видно, второй и третий участки 12, 13 завернуты вокруг первого участка 11 так, что указанные второй и третий участки 12, 13 охватывают первый участок и образуют канал 18. При этом второй и третий участки 12, 13 завернуты вокруг первого участка 11 так, что образуют трубку или цилиндрический канал. Части 19а, 19b второго и третьего участков 12, 13 соединены внахлест, и в результате канал 18 полностью охватывает снаружи первый участок 11. Первый участок 11 выполнен плоским или двухмерным и расположен в канале 18 так, что свободно расположен поперек этого канала 18.
Следует понимать, что второй и третий участки 12, 13 не обязательно должны образовать цилиндрический канал 18. В альтернативных не иллюстрируемых воплощениях второй и третий участки 12, 13 завернуты вокруг первого участка 11 так, что образуют канал, имеющий в поперечном сечении форму овала, квадрата, прямоугольника или многоугольника любого другого типа. Следует отметить, что первый участок 11 не ограничен двухмерной или плоской формой выполнения. В одном альтернативном не иллюстрируемом воплощении первый участок 11 выполнен с гофрами, имеющими гребни и впадины, которые следуют по извилистому или волнообразному контуру, или по синусоидальной кривой. Гребни и впадины могут продолжаться в направлении параллельном противоположным длинным кромкам 12а, 13а листа материала.
Согласно еще одному воплощению, представленному на фиг. 7, третий участок 13 отсутствует и, следовательно, аэрозольобразующий элемент 10c содержит только первый и второй участки 11, 12. Второй участок 12 является продолжением первого участка 11 и изгибается вокруг первого участка 11 с образованием канала 18, а первый участок 11 свободно расположен поперек канала 18. В качестве альтернативы, второй участок 12 охватывает первый участок 11 частично. Например, второй участок 12 может проходить вокруг одной поверхности первого участка, и в результате поперечное сечение аэрозольобразующего элемента имеет форму полуокружности.
Аэрозольобразующий элемент 10а, показанный на фиг. 8, размещен в аэрозольной камере 6, образованной стенкой 25 камеры, содержащей основу (наполнитель) 26, образующую резервуар для жидкости. Указанная основа 26, образующая резервуар для жидкости, представляет собой капиллярную структуру, например, из взаимосвязанных сообщающихся пор или структуру с открытыми порами, которая может удерживать раствор или жидкость. Основа 26, образующая резервуар для жидкости, может быть образована из волокнистого материала, например, из полиэтиленовых или полиэфирных волокон.
Форма аэрозольной камеры 6, определяемая стенкой 25 камеры, соответствует форме аэрозольобразующего элемента 10а так, что при размещении элемента 10а в аэрозольной камере 6 он контактирует со стенкой 25 камеры. В воплощении, представленном на фиг. 8, второй и третий участки 12, 13 контактируют со стенкой 25 камеры, однако следует понимать, что со стенкой 25 камеры может контактировать только один из второго и третьего участков 12, 13. В качестве альтернативы, если аэрозольобразующий элемент содержит лишь второй участок 12, как это видно на фиг. 7, то в этом случае со стенкой 25 камеры контактирует только второй участок. Следует также понимать, что отсутствует необходимость контактирования со стенкой 25 всего второго участка 12 и/или всего третьего участка 13. Например, со стенкой 25 камеры может контактировать только часть второго и/или третьего участков 12, 13.
В воплощениях настоящего изобретения первый участок 11 свободно расположен поперек аэрозольной камеры 6, которая может иметь предпочтительную форму, показанную на фиг. 8.
Предпочтительно, основа 26, образующая резервуар для жидкости, не должна быть выполнена из термостойкого материала, поскольку она экранирована от теплоты, выделяющейся на первом участке 11, с помощью второго и/или третьего участков 12, 13, которые во время функционирования устройства 1 для подачи аэрозоля по существу не нагреваются.
Основа 26, образующая резервуар для жидкости, удерживает раствор, который превращается в аэрозоль с помощью аэрозольобразующего элемента 10а. Раствор всасывается или впитывается в аэрозольобразующий элемент 10а за счет капиллярного эффекта с помощью капиллярной структуры второго и третьего участков 12, 13, и затем этот раствор распределяется по всей капиллярной структуре аэрозольобразующего элемента 10а, т.е. по капиллярной структуре первого, второго и третьего участков 11, 12, 13. При нагревании первого участка 11 раствор испаряется из первого участка 11 с образованием паров, которые при конденсации образуют вдыхаемый (ингалируемый) аэрозоль. После этого и даже во время нагревания первый участок заполняется раствором за счет капиллярного эффекта, перемещающего раствор из основы 26, образующей резервуар для жидкости, через второй и третий участки 12, 13 в первый участок 11. Более подробно этот процесс описан ниже.
Капиллярное действие аэрозольобразующего элемента 10а может быть большим, чем капиллярное действие основы 26, образующей резервуар для жидкости, для того чтобы инициировать течение раствора из основы 26, образующей резервуар для жидкости, в направлении аэрозольобразующего элемента 10а. Указанное капиллярное действие определяется размером пор и условиями смачивания в соответствующих капиллярных структурах.
Как описано выше, источником электрической энергии, обеспечивающим нагревание аэрозольобразующего элемента 10а, может быть электрическая батарея 30. Батарея 30 регулируется с помощью контроллера (не показан) и электрической схемы 34, которая может быть смонтирована на печатной монтажной плате (ПМП). Электрические выводы 15, 16 аэрозольобразующего элемента 10а электрически соединены с положительной и отрицательной клеммами батареи 30 соответственно, как указано выше. При протекании тока от батареи 30 и через лист материала 11 электрическое сопротивление листа материала приводит к повышению температуры его первого участка 11. В воплощении, в котором лист материала содержит некоторое количество слоев, электрическое сопротивление токопроводящего слоя, выполняющего функцию нагревательного элемента, обуславливает повышение температуры первого участка 11, приводящее к нагреванию соседних непроводящих второго и/или третьего слоев первого участка 11. Ток, генерируемый батареей, и, следовательно, температуру листа материала можно регулировать с помощью переключающей схемы, например, переключающей схемы с использованием в ней мощного полевого транзистора Power-MOSFET, которая смонтирована на ПМП, размещенной внутри корпуса 2. Переключающая схема может обеспечить автоматическое регулирование температуры, например, за счет использования датчиков температуры (не показаны), или регулирование может быть осуществлено с помощью кнопки или ручки регулировки (не показаны), имеющейся на корпусе 2, которой может манипулировать пользователь.
Действие устройства 1 для подачи аэрозоля далее будет описано со ссылками на фиг. 1 и фиг. 8. При использовании устройства 1 для подачи аэрозоля пользователь может активировать его вручную, или устройство 1 для подачи аэрозоля может быть активировано автоматически, когда пользователь начинает вдыхать и выдыхать через устройство 1 для подачи аэрозоля. Устройство может быть активировано с помощью датчика давления (не показан), установленного на ПМП и сообщающегося с воздухораспределительной камерой 4 посредством соединительного канала 35. В другом воплощении электрическая батарея 30 создает разность электрических потенциалов между электрическими выводами 15, 16 аэрозольобразующего элемента 10а при активировании устройства 1 для подачи аэрозоля, в результате чего между электрическими выводами 15, 16 протекает электрический ток, что приводит к повышению температуры первого участка 11 листа материала. Теплота локализуется в пределах первого участка 11 благодаря канавкам 14, однако следует принимать во внимание, что теплота может быть локализована в пределах первого участка 11 с помощью других средств, указанных выше. Вследствие повышения температуры раствор, удерживаемый в капиллярной структуре первого участка 11 листа материала, испаряется с образованием паров раствора. Эти пары смешиваются с воздухом, всасываемым пользователем в устройство 1 для подачи аэрозоля через воздухораспределительную камеру 4 и входное отверстие 31а камеры. Пары смешиваются с воздухом в аэрозольной камере 6, что приводит к конденсации этих паров и образованию капель, и в результате образуется вдыхаемый аэрозоль.
Аэрозольобразующий элемент 10а в соответствии с любым описанным выше воплощением размещен в корпусе таким образом, что плоскости основных поверхностей 20, 21 параллельны или по существу ориентированы в направлении воздушного потока, проходящего через аэрозольную камеру 6. Таким образом, когда раствор удерживается в аэрозольобразующем элементе 10а и нагревается так, что испаряется, испарение раствора происходит в направлении поперек направления воздушного потока. В воплощении, в котором капиллярная структура находится на обеих сторонах листа материала, раствор испаряется с обеих сторон в противоположных направлениях, как показано стрелками на фиг. 8. Пар смешивается с воздухом, при этом в канале 18, образованном вторым и/или третьи участками 12, 13, генерируется аэрозоль. Канал 18 направляет поток аэрозоля через устройство для подачи аэрозоля к пользователю. Кроме того, благодаря образованному каналу 18 раствор испаряется с основных поверхностей 20, 21 первого участка 11 в направлении основных поверхностей 20, 21 второго и третьего участков 12, 13. Это приводит к снижению количества пара, конденсирующегося на стенке камеры и других компонентах, находящихся внутри корпуса, так как основные поверхности 20, 21 второго и третьего участков 12, 13 защищают стенку камеры и упомянутые другие внутренние компоненты. Кроме того, поскольку аэрозольобразующий элемент 10а охлаждается, аэрозоль, остающийся в аэрозольной камере 6 и сконденсированный на одной из основных поверхностей 20, 21, будет всасываться обратно в капиллярную структуру и вновь испаряться при активировании и повторном нагревании аэрозольобразующего элемента 10a.
Конфигурация аэрозольобразующего элемента 10а, образующего канал 18, уменьшает конденсацию на стенке камеры, внутренних компонентах и/или внутренних стенках корпуса 2. Поэтому пористые структуры или другие средства поглощения конденсата, не вдыхаемого пользователем, которые используются в традиционных известных устройствах для подачи аэрозоля, могут быть исключены. Это позволяет получить более компактное устройство 1 для подачи аэрозоля, а также упростить процесс изготовления устройства и уменьшить его стоимость. Помимо этого, за счет уменьшения количества аэрозоля и/или конденсируемых паров на внутренних стенках корпуса 2 может быть уменьшена передача теплоты конденсации к корпусу 2, что облегчает удерживание устройства 1 для подачи аэрозоля пользователем.
После активирования аэрозольобразующего элемента 10а и образования аэрозоля в канале 18 аэрозоль всасывается через канал 18 по мере того, как пользователь продолжает процедуру ингаляции. Затем аэрозоль выходит из аэрозольной камеры 6 через выходное отверстие камеры, как это видно на фиг. 2. После этого аэрозоль проходит через используемый по усмотрению элемент 32 для очистки аэрозоля, размещенный в корпусе 2, что приводит к охлаждению аэрозоля. Очищающий элемент 32 может, кроме того, содержать ароматизирующую добавку, подобную ментолу, которая выделяется в поток аэрозоля перед поступлением аэрозоля в рот пользователя через выпускное отверстие 7, имеющееся в мундштуке 3. Следует отметить, что раствор, который испарился из капиллярной структуры первого участка 11 листа материала, замещается свежим раствором из основы 26, образующей резервуар для жидкости, благодаря капиллярному действию капиллярной структуры, описанному выше, и второго и/или третьего участков, контактирующих с указанной основой 26, образующей резервуар для жидкости. Свежий воздух поступает в канал 18 через впускное отверстие 5, воздухораспределительную камеру 4 и входное отверстие 31а аэрозольной камеры. В одном воплощении в распределительной камере 3 размещен элемент для создания перепада давления или гидравлическое сопротивление 33, что позволяет регулировать поток воздуха, поступающего в аэрозольную камеру 6. Указанное гидравлическое сопротивление 33 может содержать простое отверстие или перфорацию и может быть выполнено идентично впускному отверстию 5 в корпусе 2. В качестве альтернативы гидравлическим сопротивлением может быть пористое тело, подобное фильтру сигареты, обеспечивающему гидравлическое сопротивление обычной сигареты.
На фиг. 9 представлено другое воплощение аэрозольобразующего элемента 10а. Аэрозольобразующий элемент 60а содержит лист материала, в котором имеется первый участок 61, расположенный между вторым и третьим участками 62, 63. Первый участок 61 ориентирован под прямым углом относительно второго и третьего участков 62, 63, а указанные второй и третий участки 62, 63 находятся напротив друг друга. В результате лист материала имеет U-образное поперечное сечение, которое образует канал 68.
Следует понимать, что лист материала не ограничен U-образной формой поперечного сечения.