Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее теплообменник
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для использования в системе, генерирующей аэрозоль, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит: полость, выполненную с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль; теплообменник, содержащий первую часть, ближнюю к полости, и вторую часть, удаленную от полости, для поглощения тепла от зажигалки; и сдвигаемую крышку, причем сдвигаемая крышка выполнена с возможностью перемещения из первого положения, в котором сдвигаемая крышка закрывает вторую часть теплообменника, во второе положение, в котором вторая часть теплообменника открыта для нагрева зажигалкой, и при этом сдвигаемая крышка выполнена с возможностью автоматического возврата из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры. Технический результат заключается в увеличении содержания летучего соединения в газовой фазе. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат
Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для использования в системе, генерирующей аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль, для генерирования аэрозоля, содержащего частицы соли никотина.
Известны устройства для доставки никотина пользователю, содержащие источник никотина и источник летучего соединения, улучшающего доставку. Например, в документе WO 2008/121610 A1 раскрыто устройство, в котором никотин и летучее соединение, улучшающее доставку, вступают в реакцию друг с другом в газовой фазе для образования аэрозоля из частиц соли никотина, который вдыхает пользователь. Однако в документе WO 2008/121610 A1 не показано, как оптимизировать соотношение никотина и летучего соединения, улучшающего доставку, в газовой фазе для минимизации количества не вступившего в реакцию пара соединения, улучшающего доставку, доставляемого пользователю.
Например, в случае, если давление пара летучего соединения, улучшающего доставку, больше, чем давление никотина, это может приводить к различию в концентрации паров двух реагентов. Различия между концентрацией пара летучего соединения, улучшающего доставку, и никотина может приводить к доставке пользователю не вступившего в реакцию пара соединения, улучшающего доставку.
Необходимо произвести максимальное количество частиц соли никотина для доставки пользователю с использованием минимального количества реагентов. Следовательно, существует необходимость в создании системы, генерирующей аэрозоль, типа, раскрытого в документе WO 2008/121610 A1, которая дополнительно улучшает образование аэрозоля из частиц соли никотина для доставки пользователю. В частности, существует необходимость в увеличении содержания летучего соединения в газовой фазе, улучшающего доставку, которое вступает в реакцию с никотином в газовой фазе.
Согласно изобретению предложено устройство, генерирующее аэрозоль, для использования в системе генерирующей аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит: полость, выполненную с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль; теплообменник, содержащий первую часть, ближнюю к полости, и вторую часть, расположенную дальше от полости, для поглощения тепла от зажигалки; и сдвигаемую крышку. Сдвигаемая крышка выполнена с возможностью перемещения из первого положения, в котором сдвигаемая крышка закрывает вторую часть теплообменника, во второе положение, в котором вторая часть теплообменника открыта для нагрева зажигалкой. Сдвигаемая крышка выполнена с возможностью автоматического возврата из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры.
В соответствии с изобретением также предоставлена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с изобретением и изделие, генерирующее аэрозоль. В частности, предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с изобретением и изделие, генерирующее аэрозоль, при этом изделие, генерирующее аэрозоль, содержит: источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку.
В контексте данного описания термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с изделием, генерирующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля, который пользователь втягивает ртом непосредственно в свои легкие.
В данном контексте термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. В частности, термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку, способному выделять никотин и соединение, улучшающее доставку, которые могут вступать в реакцию друг с другом в газовой фазе для образования аэрозоля.
В контексте данного описания термин «зажигалка» относится к зажигалке с синим пламенем, газовой зажигалке или любой другой зажигалке, подходящей для нагревания второй части теплообменника.
Система, генерирующая аэрозоль, содержит ближний конец, через который при использовании аэрозоль выходит из системы, генерирующей аэрозоль, для доставки пользователю. Ближний конец может также называться концом, подносимым ко рту. При использовании пользователь осуществляет затяжку с ближнего конца изделия, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, генерированного системой, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит дальний конец, противоположный ближнему концу.
В контексте данного описания термин «продольный» используется для описания направления между ближним концом и противоположным дальним концом систем, генерирующих аэрозоль, и устройств, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению, а термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.
В контексте данного описания термин «длина» означает максимальный продольный размер между дальним концом и ближним концом компонентов, или частей компонентов, систем, генерирующих аэрозоль, и устройств, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению.
В контексте данного описания термины «спереди» («раньше по ходу») и «после» («дальше по ходу») используются для описания относительных положений компонентов, или частей компонентов, систем, генерирующих аэрозоль, и устройств, генерирующих аэрозоль, по изобретению, относительно направления потока воздуха через систему, генерирующую аэрозоль, когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце системы, генерирующей аэрозоль.
Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце системы, генерирующей аэрозоль, воздух втягивается в систему, генерирующую аэрозоль, проходит по ходу потока через систему, генерирующую аэрозоль, и выходит из системы, генерирующей аэрозоль, на ближнем конце.
Ближний конец систем, генерирующих аэрозоль, и устройств, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению также может быть назван расположенным дальше по ходу концом, и компоненты, или части компонентов, систем, генерирующих аэрозоль, и устройств, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть описаны как расположенные раньше по ходу или дальше по ходу относительно друг друга, исходя из их положений относительно потока воздуха, проходящего через системы, генерирующие аэрозоль, по направлению к ближнему концу.
Теплообменник устройства, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью передачи тепловой энергии от зажигалки к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль, с целью нагревания изделия, генерирующего аэрозоль, до рабочей температуры выше температуры окружающей среды.
Как описано далее ниже, если изделие, генерирующее аэрозоль, содержит источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку, то нагрев изделия, генерирующего аэрозоль, до рабочей температуры выше температуры окружающей среды позволяет контролировать количество пара никотина и пара соединения, улучшающего доставку, высвобождающихся из источника никотина и из источника соединения, улучшающего доставку, соответственно. Это преимущественно позволяет пропорционально контролировать и поддерживать баланс концентраций паров никотина и соединения, улучшающего доставку, для достижения эффективной стехиометрии реакции. Это преимущество позволяет повысить эффективность образования аэрозоля и стабильности доставки никотина пользователю. Это также преимущественно снижает доставку пользователю не вступившего в реакцию пара никотина и не вступившего в реакцию пара соединения, улучшающего доставку.
Теплообменник устройства, генерирующего аэрозоль, содержит первую часть, ближнюю к полости, и вторую часть, удаленную от полости, для поглощения тепла от зажигалки. При использовании сдвигаемая крышка устройства, генерирующего аэрозоль, перемещается из первого положения во второе положение, чтобы открыть вторую часть теплообменника.
Когда сдвигаемая крышка находится во втором положении, пользователь может использовать зажигалку с синим пламенем, газовую зажигалку или другую подходящую зажигалку для нагрева второй части теплообменника, активируя тем самым устройство, генерирующее аэрозоль, способом, подобным поджиганию сигареты или других обычных курительных изделий. Тепло, поглощенное от зажигалки второй частью теплообменника, передается посредством первой части теплообменника к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль.
Когда вторая часть теплообменника достигает пороговой температуры, сдвигаемая крышка автоматически возвращается из второго положения в первое положение, в котором сдвигаемая крышка закрывает вторую часть теплообменника.
Автоматическое перемещение сдвигаемой крышки из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры, по существу уменьшает или предотвращает дальнейшее поглощение тепла от зажигалки второй частью теплообменника. Это преимущественно предотвращает снижение вероятности перегрева устройства, генерирующего аэрозоль, что может неблагоприятно привести к ухудшению свойств или разложению одного или нескольких компонентов устройства, генерирующего аэрозоль. Это также существенно снижает или предотвращает передачу дополнительного тепла посредством первой части теплообменника к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль. Это преимущественно предотвращает снижение вероятности перегрева изделия, генерирующего аэрозоль, что может неблагоприятно привести к ухудшению свойств или разложению одного или нескольких компонентов устройства, генерирующего аэрозоль. Если изделие, генерирующее аэрозоль, содержит источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку, то это также преимущественно снижает или исключает вероятность нежелательной доставки аэрозоля пользователю, вызванной высвобождением избыточного количества пара никотина и пара соединения, улучшающего доставку, из источника никотина и источника соединения, улучшающего доставку, соответственно.
Как было описано выше, благодаря автоматического перемещения сдвигаемой крышки из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры осуществляется контроль максимальной температуры, которая может быть достигнута в результате нагрева пользователем второй части теплообменника устройства, генерирующего аэрозоль, посредством зажигалки. Это преимущественно предотвращает снижение вероятности перегрева устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль, системы, генерирующей аэрозоль, согласно изобретению.
Автоматическое перемещение сдвигаемой крышки устройства, генерирующего аэрозоль, из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры предпочтительно также обеспечивает визуальную индикацию пользователю того, что система, генерирующая аэрозоль, достигла подходящей рабочей температуры и готова к использованию.
Предпочтительно сдвигаемая крышка перемещается пользователем вручную из первого положения во второе положение. В таких вариантах выполнения максимальное требуемое значение силы, прикладываемой пользователем для перемещения вручную сдвигаемой крышки из первого положения во второе положение, предпочтительно меньше или равно приблизительно 2 Н.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрически активируемое средство для автоматического возврата сдвигаемой крышки из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрически активируемое средство для автоматического возврата сдвигаемой крышки из второго положения в первое положение, содержащее электронный датчик температуры и систему с обратной связью.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит механически активируемое средство для автоматического возврата сдвигаемой крышки из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры. Это преимущественно позволяет избежать необходимости для устройства, генерирующего аэрозоль, содержать батарею или другой источник электропитания.
В определенных предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, содержит механическое средство смещения, выполненное с возможностью смещения сдвигаемой крышки в первое положение, и механическое стопорное средство, выполненное с возможностью удержания сдвигаемой крышки во втором положении до тех пор, пока вторая часть теплообменника не достигнет пороговой температуры.
В определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, содержит одну или несколько пружин, выполненных с возможностью смещения сдвигаемой крышки в первое положение, и стопорное средство, содержащее термомеханический фиксатор на основе биметаллической пластины, выполненный с возможностью удержания сдвигаемой крышки во втором положении до тех пор, пока вторая часть теплообменника не достигнет пороговой температуры. В таких вариантах выполнения термостатический фиксатор на основе биметаллической пластины автоматически высвобождает стопорное средство при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры. При высвобождении стопорного средства одна или несколько пружин срабатывают, чтобы возвратить сдвигаемую крышку из второго положения в первое положение.
Если изделие, генерирующее аэрозоль, содержит источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку, то пороговая температура предпочтительно составляет от приблизительно 60 градусов по Цельсию до приблизительно 150 градусов по Цельсию. Более предпочтительно, от приблизительно 80 градусов по Цельсию до приблизительно 110 градусов по Цельсию.
Сдвигаемая крышка устройства, генерирующего аэрозоль, может быть выполнена с возможностью перемещения в направлении к полости из первого положения во второе положение и с возможностью перемещения в направлении от полости из второго положения в первое положение. Например, сдвигаемая крышка может представлять собой сдвигаемую гильзу с открытым концом, которая окружает вторую часть теплообменника в первом положении и вторую часть теплообменника во втором положении.
Предпочтительно сдвигаемая крышка устройства, генерирующего аэрозоль, выполнена с возможностью перемещения в направлении от полости из первого положения во второе положение и с возможностью перемещения в направлении к полости из второго положения в первое положение. В определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения сдвигаемая крышка устройства, генерирующего аэрозоль, представляет собой сдвигаемой колпачок, который выполнен с возможностью перемещения в направлении от полости из первого положения во второе положение и с возможностью перемещения в направлении к полости из второго положения в первое положение. В таких вариантах выполнения сдвигаемой колпачок окружает вторую часть теплообменника в первом положении и располагается на расстоянии в продольном направлении от второй части теплообменника во втором положении.
Теплообменник устройства, генерирующего аэрозоль, может быть выполнен из любого подходящего теплопроводного материала или материалов. Подходящие материалы включают, но этим не ограничиваясь, металлы, такие как алюминий или медь.
Предпочтительно первая часть теплообменника устройства, генерирующего аэрозоль, содержит одну или несколько теплопроводных полых трубок.
В определенных предпочтительных вариантах выполнения первая часть теплообменника содержит одну или несколько теплопроводных полых трубок, которые окружают по меньшей мере часть длины полости.
Предпочтительно вторая часть теплообменника устройства, генерирующего аэрозоль, содержит несколько теплопроводных ребер. Введение нескольких теплопроводных ребер способствует поглощению тепла от зажигалки второй частью теплообменника.
Первая часть теплообменника выполнена с возможностью передачи тепла, поглощенного от зажигалки второй частью теплообменника, к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль.
Первая часть теплообменника может быть выполнена с возможностью непосредственной передачи тепла к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль.
В качестве альтернативы или дополнительно первая часть теплообменника может быть выполнена с возможностью косвенной передачи тепла к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль.
В контексте данного описания под выражением «косвенно» подразумевается, что первая часть теплообменника выполнена с возможностью передачи тепла к изделию, генерирующему аэрозоль, размещенному в полости устройства, генерирующего аэрозоль, с помощью одного или нескольких других компонентов устройства, генерирующего аэрозоль.
В определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, используется совместно с изделием, генерирующим аэрозоль, содержащим источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку. Однако следует понимать, что устройства, генерирующие аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться совместно с другими типами изделия, генерирующего аэрозоль.
В таких вариантах выполнения первая часть теплообменника может быть выполнена таким образом, чтобы передавать тепло к одному или обоим из источника никотина и источника соединения, улучшающего доставку, изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно первая часть теплообменника выполнена с возможностью передачи тепла к источнику никотина изделия, генерирующего аэрозоль.
В определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, используется совместно с изделием, генерирующим аэрозоль, содержащим источник никотина, источник соединения, улучшающего доставку, и теплоизоляционную перегородку между источником никотина и источником соединения, улучшающего доставку.
В таких вариантах выполнения теплоизоляционная перегородка разделяет источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку, изделия, генерирующего аэрозоль, и выполнена с возможностью уменьшения теплопередачи между источником никотина и источником соединения, улучшающего доставку, изделия, генерирующего аэрозоль.
Введение теплоизоляционной перегородки между источником никотина и источником соединения, улучшающего доставку, преимущественно обеспечивает возможность поддержания более низкой температуры источника соединения, улучшающего доставку, изделия, генерирующих аэрозоль, в то время как источник никотина нагрет до более высокой температуры. В частности, введение теплоизоляционной перегородки между источником никотина и источником соединения, улучшающего доставку, преимущественно обеспечивает возможность значительного повышения интенсивности доставки никотина в системах, генерирующих аэрозоль, за счет повышения температуры источника никотина, в то время как температура источника соединения, улучшающего доставку, поддерживается ниже, чем температура термического разложения соединения, улучшающего доставку.
В контексте данного описания термин «теплоизоляционная перегородка» применяется для описания физической перегородки, которая уменьшает количество теплоты, передаваемое от источника никотина к источнику соединения, улучшающего доставку, по сравнению с изделием, генерирующим аэрозоль, в котором перегородка отсутствует. Физическая перегородка может содержать твердый материал. В качестве альтернативы или дополнительно физическая перегородка может содержать газ, вакуум или частичный вакуум между источником никотина и источником соединения, улучшающего доставку, изделия, генерирующего аэрозоль.
В таких вариантах выполнения изобретения первая часть теплообменника предпочтительно выполнена с возможностью передачи тепла к источнику никотина изделия, генерирующего аэрозоль, с целью нагрева источника никотина до температуры от приблизительно 80°С до приблизительно 150°С.
В таких вариантах выполнения теплоизоляционная перегородка предпочтительно выполнена таким образом, что при использовании температура источника соединения, улучшающего доставку, составляет ниже 60°C, когда источник никотина нагрет до температуры от 80°C до 150°C.
Предпочтительно, полость устройства, генерирующего аэрозоль, является по существу цилиндрической.
Полость устройства, генерирующего аэрозоль, может иметь поперечное сечение в поперечном направлении любой подходящей формы. Например, полость может иметь по существу круглое, эллиптическое, треугольное, квадратное, ромбовидное, трапециевидное, пятиугольное, шестиугольное или восьмиугольное поперечное сечение в поперечном направлении.
Предпочтительно, полость устройства, генерирующего аэрозоль, имеет поперечное сечение в поперечном направлении по существу такой же формы, как поперечное сечение в поперечном направлении изделия, генерирующего аэрозоль, размещаемого в полости.
В определенных вариантах выполнения полость устройства, генерирующего аэрозоль, может иметь поперечное сечение в поперечном направлении по существу такой же формы и таких же размеров, как поперечное сечение в поперечном направлении изделия, генерирующего аэрозоль, которое должно помещаться в полость для максимизации проводящей теплопередачи от устройства, генерирующего аэрозоль, к изделию, генерирующему аэрозоль.
В данном контексте термин «поперечное сечение в поперечном направлении» используется для описания поперечного сечения полости и изделия, генерирующего аэрозоль, перпендикулярно главной оси полости и изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, полость устройства, генерирующего аэрозоль, имеет по существу круглое поперечное сечение в поперечном направлении или по существу эллиптическое поперечное сечение в поперечном направлении. Наиболее предпочтительно, полость устройства, генерирующего аэрозоль, имеет по существу круглое поперечное сечение в поперечном направлении.
Предпочтительно, длина полости устройства, генерирующего аэрозоль, меньше длины изделия, генерирующего аэрозоль, так что, если изделие, генерирующее аэрозоль, размещается в полости устройства, генерирующего аэрозоль, ближний или расположенный дальше по ходу конец изделия, генерирующего аэрозоль, выступает из полости устройства, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, полость устройства, генерирующего аэрозоль, имеет диаметр, по существу равный или немного превышающий диаметр изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном контексте термин «диаметр» означает максимальный поперечный размер полости и изделия, генерирующего аэрозоль.
В определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое, расположенный по периметру полости, при этом первая часть теплообменника выполнена с возможностью нагрева первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое до температуры выше точки плавления первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое.
В таких предпочтительных вариантах выполнения изобретения первая часть теплообменника находится в тепловом контакте с первым материалом с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое и выполнена с возможностью передачи тепла, поглощенного от зажигалки второй частью теплообменника, в первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое.
Во время использования при нагреве до точки его плавления посредством первой части теплообменника устройства, генерирующего аэрозоль, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое поглощает тепловую энергию по мере изменения своей фазы из твердого состояния в жидкое. При последующем охлаждении первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выделяет поглощенную тепловую энергию по мере изменения своей фазы из жидкого состояния в твердое.
Тепловая энергия, выделяемая первым материалом с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое по мере его затвердевания, нагревает изделие, генерирующее аэрозоль, размещаемое в полости устройства, генерирующего аэрозоль, до рабочей температуры выше температуры окружающей среды.
Первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое расположен по периметру полости устройства, генерирующего аэрозоль, так что тепловая энергия, выделяемая первым материалом с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое, по мере изменения его фазы из жидкой в твердую, нагревает изделие, генерирующее аэрозоль, размещаемое в полости.
Первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может проходить полностью или частично вокруг окружности полости. Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое проходит полностью вокруг окружности полости.
Первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может проходить полностью или частично вдоль длины полости.
Первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может являться любым подходящим материалом, имеющим точку плавления в необходимом диапазоне рабочих температур системы, генерирующей аэрозоль, и высокую скрытую теплоту плавления.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое имеет точку плавления от приблизительно 30 градусов по Цельсию до приблизительно 70 градусов по Цельсию. В определенных вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может иметь точку плавления от приблизительно 40 градусов по Цельсию до приблизительно 60 градусов по Цельсию.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое имеет скрытую теплоту плавления по меньшей мере приблизительно 150 кДж/кг, более предпочтительно по меньшей мере 200 кДж/кг, наиболее предпочтительно по меньшей мере 250 кДж/кг.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое имеет теплопроводность по меньшей мере приблизительно 0,5 Вт⋅м-1⋅К.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое подвергается небольшим изменениям в объеме во время изменения фазы из твердого состояния в жидкое и из жидкого состояния в твердое.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое имеет низкое давление пара в необходимом диапазоне рабочих температур системы, генерирующей аэрозоль.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое является негорючим материалом.
Примеры подходящих первых материалов с фазовыми переходами из твердого состояния в жидкое для использования в устройствах, генерирующих аэрозоль, в соответствии с изобретением включают, помимо прочего: органические материалы с фазовыми переходами, такие как жирные кислоты и парафины; и неорганические материалы с фазовым переходом, такие как гидраты неорганической соли.
Подходящие жирные кислоты для использования в качестве первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое включают, помимо всего прочего лауриновую кислоту и миристиновую кислоту. Подходящие парафины для использования в качестве первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое включают, помимо всего прочего: эйкозан, пентакозан, гексакозан, гептакозан, октасозан, нонакозан, n-триаконтан, гентриаконтан, дотриаконтан и тритриаконтан.
В предпочтительных вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое является гидратом неорганической соли. Подходящие гидраты неорганической соли для использования в качестве первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое включают, помимо всего прочего: додекагидрат динатриевой соли фосфорной кислоты, тетрагидрат нитрата кальция, пентагидрат тиосульфата натрия и тригидрат ацетата натрия.
В особенно предпочтительных вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое является тригидратом ацетата натрия.
Количество первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое в устройстве, генерирующем аэрозоль, должно быть достаточным для того, чтобы первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выделил достаточное количество тепловой энергии по мере изменения своей фазы из жидкого состояния в твердое для нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, до необходимого диапазона рабочих температур системы, генерирующей аэрозоль.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое в устройстве, генерирующем аэрозоль, выполнен с возможностью выделения по меньшей мере приблизительно 250 Дж тепловой энергии, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 500 Дж тепловой энергии по мере изменения своей фазы из жидкого состояния в твердое.
В определенных предпочтительных вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое в устройстве, генерирующем аэрозоль, выполнен с возможностью выделения от приблизительно 250 Дж до приблизительно 1500 Дж тепловой энергии, более предпочтительно от 500 Дж до приблизительно 1250 Дж тепловой энергии по мере изменения своей фазы из жидкого состояния в твердое.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выполнен с возможностью нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, размещаемого в полости устройства, генерирующего аэрозоль, до по меньшей мере приблизительно 40 градусов по Цельсию. Более предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выполнен с возможностью нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, размещаемого в полости устройства, генерирующего аэрозоль, до по меньшей мере приблизительно 40 градусов по Цельсию в течение от 10 секунд до приблизительно 15 секунд.
В определенных предпочтительных вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выполнен с возможностью нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, размещаемого в полости устройства, генерирующего аэрозоль, до температуры от 40 градусов по Цельсию до 60 градусов по Цельсию. В определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выполнен с возможностью нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, размещаемого в полости устройства, генерирующего аэрозоль, до температуры от 40 градусов по Цельсию до 60 градусов по Цельсию в течение от 10 секунд до приблизительно 15 секунд.
Предпочтительно, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выполнен с возможностью выделения тепловой энергии в течение от 3 минут до приблизительно 10 минут по мере изменения своей фазы из жидкого состояния в твердое.
Как указано выше, в определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, используется совместно с изделием, генерирующим аэрозоль, содержащим источник никотина и источник соединения, улучшающего доставку.
В таких вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может быть выполнен таким образом, чтобы нагревать один или оба из источника никотина и источника соединения, улучшающего доставку, изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое выполнен с возможностью нагрева источника никотина изделия, генерирующего аэрозоль.
Как также было указано выше, в определенных особенно предпочтительных вариантах выполнения устройство, генерирующее аэрозоль, используется совместно с изделием, генерирующим аэрозоль, содержащим источник никотина, источник соединения, улучшающего доставку, и теплоизоляционную перегородку между источником никотина и источником соединения, улучшающего доставку.
В таких вариантах выполнения первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое предпочтительно выполнен с возможностью нагрева источника никотина изделия, генерирующего аэрозоль, до температуры от приблизительно 80 °С до приблизительно 150 °С.
В таких вариантах выполнения теплоизоляционная перегородка предпочтительно выполнена таким образом, что при использовании температура источника соединения, улучшающего доставку, составляет ниже 60°C, когда источник никотина нагрет до температуры от 80°C до 150°C.
Если устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с изобретением содержит первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое, расположенный по периметру полости, то автоматическое перемещение сдвигаемой крышки из второго положения в первое положение при достижении второй частью теплообменника пороговой температуры преимущественно снижает вероятность перегрева первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое первой частью теплообменника. Посредством снижения вероятности перегрева первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое сдвигаемой колпачок повышает эксплуатационный срок службы устройства, генерирующего аэрозоль.
Для дополнительного снижения вероятности перегрева первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое первой частью теплообменника устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит второй материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое, при этом точка плавления второго материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое находится выше точки плавления первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое.
При нагревании сразу после того, как фаза первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое изменилась из твердого состояния в жидкое, первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может продолжать поглощать дополнительную тепловую энергию от первой части теплообменника. Это приведет к продолжению повышения температуры первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое свыше его точки плавления и при отсутствии второго материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое может привести к перегреву первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое.
Однако если устройство, генерирующее аэрозоль, содержит второй материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое с более высокой точкой плавления, чем первый материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое, тогда второй материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое подвергается изменению фазы из твердого состояния в жидкое, если температура первого материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое достигает точки плавления второго материала с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое. По мере того, как он подвергается изменению фазы из твердого состояния в жидкое, второй материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое поглощает тепловую энергию. Второй материал с фазовым переходом из твердого состояния в жидкое, следовательно, накапливает определен