RU2783596C2 - Sprayer and mesh for it - Google Patents
Sprayer and mesh for it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783596C2 RU2783596C2 RU2020141195A RU2020141195A RU2783596C2 RU 2783596 C2 RU2783596 C2 RU 2783596C2 RU 2020141195 A RU2020141195 A RU 2020141195A RU 2020141195 A RU2020141195 A RU 2020141195A RU 2783596 C2 RU2783596 C2 RU 2783596C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mesh
- aerosol
- atomizer
- assembly
- liquid
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 53
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 52
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 claims description 14
- 230000003075 superhydrophobic Effects 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 4
- 230000001007 puffing Effects 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002301 Cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 claims description 3
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- -1 Ta 2 O 5 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- 229960002715 Nicotine Drugs 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 2
- 229930015196 nicotine Natural products 0.000 description 2
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 208000003960 Microvillus inclusion disease Diseases 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к механическому распылителю с вибрирующей сеткой. Более конкретно, изобретение относится к распылителю с пассивной сеткой. The present invention relates to a vibrating mesh mechanical atomizer. More specifically, the invention relates to a passive mesh atomizer.
Устройство, генерирующее аэрозоль, с распылителем и пассивной сеткой содержит источник жидкости (например, картридж для жидкости), источник питания (например, батарею) и распылитель. Распылитель содержит вибрационную систему (например, пьезоэлектрическую), вибрирующий элемент, сетку со множеством сопел и камеру для жидкости, окруженную сеткой и вибрирующим элементом.An aerosol generating device with a nebulizer and a passive mesh comprises a liquid source (eg, a liquid cartridge), a power source (eg, a battery), and a nebulizer. The atomizer contains a vibration system (for example, piezoelectric), a vibrating element, a grid with a plurality of nozzles and a liquid chamber surrounded by a grid and a vibrating element.
В системе пассивной сетки сетка представляет собой элемент, который не приводят в действие с целью вибрации и который не предназначен вибрировать. Вибрирующий элемент приводят в действие вибрационной системой таким образом, что вибрирующий элемент вибрирует в направлении по существу поперечном плоскости, образованной вибрирующим элементом. Жидкость из камеры для жидкости контактирует как с вибрирующим элементом, так и с сеткой. Вибрации вибрирующего элемента периодически наталкиваются на жидкость, что приводит к движению жидкости в направлении сетки и от нее. В результате движения жидкости в направлении сетки, жидкость проталкивается через сопла, предусмотренные в сетке. В результате последующего движения жидкости от сетки, образуются капли. Таким образом, сетка генерирует аэрозоль.In a passive grid system, the grid is an element that is not driven to vibrate and is not intended to vibrate. The vibrating element is driven by the vibrating system such that the vibrating element vibrates in a direction substantially transverse to the plane formed by the vibrating element. Fluid from the fluid chamber contacts both the vibrating element and the mesh. The vibrations of the vibrating element intermittently impinge on the liquid, which causes the liquid to move towards and away from the grid. As a result of the movement of the liquid in the direction of the grid, the liquid is pushed through the nozzles provided in the grid. As a result of the subsequent movement of the liquid from the grid, droplets are formed. Thus, the grid generates an aerosol.
Существующие на сегодняшний день распылители не позволяют создавать капли с диаметром менее 3 мкм. Если вязкость жидкости по существу больше, чем вязкость воды (например, в 10 раз больше, чем вязкость воды), невозможно создавать капли с диаметром менее 5 мкм. The atomizers that exist today do not allow creating drops with a diameter of less than 3 μm. If the viscosity of the liquid is substantially greater than the viscosity of water (for example, 10 times greater than the viscosity of water), it is not possible to create droplets with a diameter of less than 5 μm.
Для улучшенной доставки никотина размер капель должен составлять менее 3 мкм. Уменьшенный размер капель не достигается просто посредством уменьшения диаметра сопел менее 3 мкм, поскольку уменьшение диаметра сопла обычно не приводит к нужному диаметру капель. For improved nicotine delivery, the droplet size should be less than 3 microns. Reduced droplet size is not achieved simply by reducing the nozzle diameter to less than 3 μm, because reducing the nozzle diameter usually does not result in the desired droplet diameter.
Предлагается сетка для распылителя в сборе. Сетка может содержать первую поверхность и вторую поверхность. Множество сопел может проходить между первой поверхностью и второй поверхностью. Первая поверхность может быть по меньшей мере частично покрыта гидрофильным покрытием, или вторая поверхность может быть по меньшей мере частично покрыта гидрофобным покрытием.A complete atomizer mesh is offered. The mesh may include a first surface and a second surface. A plurality of nozzles may extend between the first surface and the second surface. The first surface may be at least partially coated with a hydrophilic coating, or the second surface may be at least partially coated with a hydrophobic coating.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается сетка для распылителя в сборе. Сетка содержит первую поверхность и вторую поверхность, и множество сопел, проходящих между первой поверхностью и второй поверхностью. Первая поверхность по меньшей мере частично покрыта гидрофильным покрытием, или вторая поверхность по меньшей мере частично покрыта гидрофобным покрытием. Сопла образуют внутреннюю поверхность, и указанная внутренняя поверхность по меньшей мере частично покрыта гидрофильным покрытием.According to a first aspect of the present invention, an atomizer mesh assembly is provided. The grid contains the first surface and the second surface, and a plurality of nozzles passing between the first surface and the second surface. The first surface is at least partially coated with a hydrophilic coating, or the second surface is at least partially coated with a hydrophobic coating. The nozzles form an inner surface, and said inner surface is at least partially coated with a hydrophilic coating.
В контексте настоящего документа термин «диаметр капли» означает диаметр, определяемый в виде масс-медианного аэродинамического диаметра (MMAD). Термин «масс-медианный аэродинамический диаметр» (MMAD) используется для обозначения диаметра сферы единичной плотности, которая имеет такие же аэродинамические свойства, что и капля медианной массы из аэрозоля. In the context of this document, the term "droplet diameter" means a diameter defined as mass median aerodynamic diameter (MMAD). The term Mass Median Aerodynamic Diameter (MMAD) is used to refer to the diameter of a unit density sphere that has the same aerodynamic properties as an aerosol median mass droplet.
Масс-медианный аэродинамический диаметр (MMAD) капель, генерируемых с использованием сетки согласно первому аспекту настоящего изобретения, может составлять менее 3 мкм, например, от приблизительно 0,1 мкм до приблизительно 3 мкм. MMAD капель, генерируемых с использованием сетки согласно первому аспекту настоящего изобретения, может составлять от приблизительно 0,1 мкм до 2,8 мкм, например, от 0,1 мкм до 2,5 мкм или от 0,1 мкм до 2 мкм. MMAD капель, генерируемых с использованием сетки согласно первому аспекту настоящего изобретения, может составлять от приблизительно 0,6 мкм до 1 мкм, например, приблизительно или равняться 0,8 мкм. Требуемый размер капель, генерируемых с использованием сетки согласно первому аспекту настоящего изобретения, может представлять собой любой MMAD, описанный выше. The mass median aerodynamic diameter (MMAD) of the droplets generated using the grid according to the first aspect of the present invention may be less than 3 µm, for example, from about 0.1 µm to about 3 µm. The MMAD of the droplets generated using the grid according to the first aspect of the present invention may be from about 0.1 µm to 2.8 µm, for example, from 0.1 µm to 2.5 µm or from 0.1 µm to 2 µm. The MMAD of the droplets generated using the grid according to the first aspect of the present invention may be from about 0.6 µm to 1 µm, for example, about or equal to 0.8 µm. The required droplet size generated using the grid according to the first aspect of the present invention may be any MMAD described above.
Жидкость, образующая аэрозоль, используемая для генерирования аэрозоля в распылителе, содержащем сетку согласно первому аспекту изобретения, может иметь вязкость в диапазоне от 1 мПа (миллипаскаль-секунда, мПа⋅с)·до 100 мПа. Жидкость может иметь вязкость от 15 мПа до 90 мПа, например, от 17 мПа до 86 мПа. Жидкости, имеющие вязкость, как описано выше, обеспечивают возможность использования более широкого диапазона вкусоароматических веществ и жидких композиций. The aerosol generating liquid used to generate the aerosol in the nebulizer containing the mesh according to the first aspect of the invention may have a viscosity in the range of 1 MPa (millipascal second, mPa*s)·to 100 MPa. The liquid may have a viscosity of 15 mPa to 90 mPa, for example 17 mPa to 86 mPa. Liquids having viscosities as described above allow a wider range of flavors and liquid compositions to be used.
В контексте настоящего документа термин «сетка» описывает элемент, который подходит для использования в распылителе в сборе. Сетка представляет собой плоский элемент, образующий две поверхности, и множество сопел, через которые текучая среда (например, жидкость) может перемещаться от одной поверхности к другой. Плоский элемент означает, что один из размеров сетки (толщина) по существу меньше, чем другие два размера. Таким образом, сетка образует две поверхности.In the context of this document, the term "mesh" describes an element that is suitable for use in an atomizer assembly. The mesh is a flat element that forms two surfaces and a plurality of nozzles through which a fluid medium (eg liquid) can move from one surface to another. A flat feature means that one of the mesh sizes (thickness) is substantially smaller than the other two sizes. Thus, the grid forms two surfaces.
Сетка может быть квадратной формы. Сторона квадрата может иметь длину приблизительно 3 мм. Сторона квадрата может иметь длину приблизительно 2 мм. Сетка может быть круглой. Диаметр круга может составлять приблизительно 2 мм. Толщина сетки может составлять от 10 мкм до 0,5 мм. Толщину сетки необходимо выбирать, принимая во внимание давление внутри устройства, требуемую прочность сетки и требуемую длину сопел. Более толстая сетка является более прочной, т.е. более способна выдерживать механическую нагрузку. Однако чем толще сетка, тем сильнее увеличивается давление в устройстве и давление, прикладываемое к сетке. The mesh may be square. The side of the square may be approximately 3 mm long. The side of the square may be approximately 2 mm long. The grid may be round. The diameter of the circle may be approximately 2 mm. The mesh thickness can be from 10 µm to 0.5 mm. The thickness of the mesh must be chosen taking into account the pressure inside the device, the required strength of the mesh and the required length of the nozzles. A thicker mesh is more durable, i.e. more capable of withstanding mechanical stress. However, the thicker the mesh, the more the pressure in the device and the pressure applied to the mesh increases.
Первая поверхность может быть по меньшей мере частично покрыта гидрофильным покрытием. Вторая поверхность может быть по меньшей мере частично покрыта гидрофобным покрытием. В данном контексте «по меньшей мере частично» означает, что конкретный процент площади поверхности покрыт покрытием, при этом процент составляет менее 100%. Например, по меньшей мере 20% поверхности покрыто, по меньшей мере 50% поверхности покрыто, по меньшей мере 80% поверхности покрыто или по меньшей мере 95% поверхности покрыто. В одном варианте осуществления вся поверхность покрыта. The first surface may be at least partially coated with a hydrophilic coating. The second surface may be at least partially coated with a hydrophobic coating. In this context, "at least partially" means that a specific percentage of the surface area is covered with a coating, while the percentage is less than 100%. For example, at least 20% of the surface is covered, at least 50% of the surface is covered, at least 80% of the surface is covered, or at least 95% of the surface is covered. In one embodiment, the entire surface is covered.
Сетка оснащена множеством сопел. В контексте настоящего документа термин «сопло» описывает сквозное отверстие, которое обеспечивает возможность сообщения по текучей среде первой поверхности со второй поверхностью. Сопла проходят через толщину материала, из которого изготовлена сетка, и имеют первое отверстие в первой поверхности и второе отверстие во второй поверхности. The grid is equipped with many nozzles. In the context of this document, the term "nozzle" describes a through hole that allows the first surface to be in fluid communication with the second surface. The nozzles pass through the thickness of the material from which the mesh is made and have a first hole in the first surface and a second hole in the second surface.
Сопла могут быть трубчатыми. Отверстия сопел могут иметь круглую, эллиптическую или любую другую подходящую форму. Первое отверстие каждого сопла может быть шире, чем второе отверстие сопла. Сопла могут сужаться в направлении второго отверстия. Сопла могут иметь треугольное поперечное сечение. Сопла могут быть цилиндрическими, параболическими или гиперболическими. Сопла могут быть осесимметричными. The nozzles may be tubular. The nozzle openings may be round, elliptical, or any other suitable shape. The first opening of each nozzle may be wider than the second opening of the nozzle. The nozzles may taper towards the second opening. The nozzles may have a triangular cross section. Nozzles can be cylindrical, parabolic or hyperbolic. The nozzles may be axisymmetric.
Второе отверстие сопла может иметь диаметр от 0,1 мкм до 10 мкм. Второе отверстие сопла может иметь диаметр от 1 мкм до 10 мкм. Второе отверстие сопла может иметь диаметр от 2,5 мкм до 4 мкм. Диапазон диаметров от 2,5 мкм до 4 мкм является предпочтительным, поскольку это обеспечивает возможность создания капель менее 3 мкм. The second nozzle opening may have a diameter of 0.1 µm to 10 µm. The second nozzle opening may have a diameter of 1 µm to 10 µm. The second nozzle opening may have a diameter of 2.5 µm to 4 µm. A diameter range of 2.5 µm to 4 µm is preferred as this allows droplets smaller than 3 µm to be created.
Сопла могут обеспечиваться равномерно распределенными по сетке в виде периодического или квазипериодического рисунка. Сопла могут быть обеспечены в отдельных областях, распределенных периодически или квазипериодически по сетке, при этом каждая из отдельных областей имеет один или более периодических или квазипериодических рисунков сетки. Сопла могут быть распределены произвольным образом по сетке. В случае если сопла распределены произвольным образом, может быть гарантированный минимум сопел на единицу площади сетки.The nozzles may be provided uniformly distributed over the grid in a periodic or quasi-periodic pattern. The nozzles may be provided in discrete regions distributed periodically or quasi-periodically over a grid, with each of the discrete regions having one or more periodic or quasi-periodic grid patterns. The nozzles can be randomly distributed over the grid. In case the nozzles are randomly distributed, there can be a guaranteed minimum number of nozzles per unit area of the grid.
В случае если сопла обеспечены в отдельных областях, только области с соплами могут быть покрыты гидрофильным и/или гидрофобным покрытием. Области без сопел могут быть оставлены непокрытыми. In case nozzles are provided in separate areas, only the areas with nozzles can be coated with a hydrophilic and/or hydrophobic coating. Areas without nozzles may be left uncovered.
Сопла образуют внутреннюю поверхность между первым отверстием и вторым отверстием. Внутренняя поверхность может быть покрыта гидрофильным материалом. Гидрофильный материал, покрывающий внутреннюю поверхность сопел, может представлять собой тот же материал, что и материал, покрывающий первую поверхность. Гидрофильный материал, покрывающий внутреннюю поверхность сопел, может представлять собой материал, отличный от материала, покрывающего первую поверхность.The nozzles form an inner surface between the first opening and the second opening. The inner surface may be coated with a hydrophilic material. The hydrophilic material covering the inner surface of the nozzles may be the same material as the material covering the first surface. The hydrophilic material covering the inner surface of the nozzles may be a different material from the material covering the first surface.
Гидрофобная поверхность имеет угол θ контакта более чем 90 градусов. Угол θ контакта гидрофобных поверхностей, как правило, составляет от 90 градусов до 120 градусов (капля приобретает сферичность). В отличие от гидрофобности, на гидрофильной поверхности капля воды слишком растекается и угол θ контакта является очень небольшим. На этих поверхностях капли воды не перекатываются, а скользят. The hydrophobic surface has a contact angle θ of more than 90 degrees. The contact angle θ of hydrophobic surfaces, as a rule, ranges from 90 degrees to 120 degrees (the drop becomes spherical). In contrast to hydrophobicity, on a hydrophilic surface the water drop spreads too much and the contact angle θ is very small. On these surfaces, water drops do not roll, but glide.
Гидрофобные и/или гидрофильные покрытия выбирают с точки зрения стабильности покрытия, чтобы предотвратить возникновение деградации покрытия из-за повышенной температуры или механической нагрузки. Гидрофобные и/или гидрофильные покрытия выбирают с точки зрения стабильности покрытия, чтобы предотвратить возникновение химических реакций, например, с табаком, жидкостью на основе никотина и аэрозолем, генерируемым в устройстве.Hydrophobic and/or hydrophilic coatings are chosen in terms of coating stability to prevent degradation of the coating from occurring due to elevated temperature or mechanical stress. Hydrophobic and/or hydrophilic coatings are chosen for the stability of the coating to prevent chemical reactions with, for example, tobacco, nicotine-based liquid and aerosol generated in the device.
Покрытия могут быть нанесены посредством химической модификации поверхности или физического осаждения, такого как вакуумное осаждение и плазменная обработка поверхности. Покрытия могут наноситься на нижележащий материал-основу способами, известными из данной области техники применительно к нанесению тонких пленок. Могут использоваться химические или физические способы нанесения. Например, покрывающий материал может быть непосредственно распылен на поверхность материала, подлежащего покрытию, или может быть осуществлено нанесение покрытия погружением на материал, подлежащий покрытию. Более надежными способами обработки поверхности являются, например, физическое осаждение из паровой фазы (PVD), химическое осаждение из паровой фазы (CVD), самоформирующиеся монослои (SAM), золь-гелевые процессы и другие процессы осаждения, подходящие для нанесения тонкой пленки. Coatings can be applied by chemical surface modification or physical deposition such as vacuum deposition and plasma surface treatment. Coatings can be applied to the underlying base material by methods known in the art for applying thin films. Chemical or physical methods of application may be used. For example, the coating material may be directly sprayed onto the surface of the material to be coated, or dip coating may be carried out on the material to be coated. More reliable surface treatments are, for example, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), self-forming monolayers (SAM), sol-gel processes, and other deposition processes suitable for thin film deposition.
Гидрофобное покрытие может содержать либо полиуретан (PU), либо сверхгидрофобный металл, такой как микропористый металл или металлическая сетка. Микропористый металл или металлическая сетка могут быть функционально оснащены углеродными цепями для выполнения микропористого металла или металлической сетки сверхгидрофобными. Иллюстративные сверхгидрофобные металлы включают медь и алюминий.The hydrophobic coating may comprise either polyurethane (PU) or a superhydrophobic metal such as microporous metal or metal mesh. The microporous metal or metal mesh can be functionally equipped with carbon chains to make the microporous metal or metal mesh superhydrophobic. Exemplary superhydrophobic metals include copper and aluminum.
Гидрофобное покрытие может быть по меньшей мере частично выполнено либо из полиуретана (PU), либо из сверхгидрофобного металлического слоя, такого как микропористый металл или сетчатый металл. Микропористый металл или сетчатый металл может представлять собой, например, медь или алюминий, функционально оснащенные углеродными цепями для выполнения их сверхгидрофобными. Другими словами, сверхгидрофобный металлический слой может представлять собой микропористый металл, функционально оснащенный углеродными цепями для выполнения его сверхгидрофобным, или сетчатый металл, функционально оснащенный углеродными цепями для выполнения его сверхгидрофобным. The hydrophobic coating may be at least partially made of either polyurethane (PU) or an ultra-hydrophobic metal layer such as microporous metal or mesh metal. The microporous metal or reticulated metal may be, for example, copper or aluminum, functionally equipped with carbon chains to make them superhydrophobic. In other words, the superhydrophobic metal layer may be a microporous metal operably equipped with carbon chains to make it superhydrophobic, or a mesh metal operably equipped with carbon chains to make it superhydrophobic.
Гидрофильное покрытие может быть по меньшей мере частично образовано из 3 полиамида, поливинилацетата (PVAc), ацетилцеллюлозы или хлопка. Гидрофильное покрытие может быть по меньшей мере частично образовано из гидрофильных оксидов, например, одной или более из следующей группы: SiO2, Al2O3, TiO2, Ta2O5.The hydrophilic coating may be at least partially formed from polyamide, polyvinyl acetate (PVAc), cellulose acetate or cotton. The hydrophilic coating may be at least partially formed from hydrophilic oxides, for example one or more of the following group: SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 .
Сетка может быть изготовлена из силикона. При изготовлении сетки могут быть использованы пластины со структурой типа кремний на диэлектрике. В иллюстративном процессе изготовления сетки кремний очищают с помощью кислотной очистки, такой как RCA. Таким образом, поверхность окислена и, поэтому, выполнена гидрофильной. В другом примере процесса изготовления кремний может быть окислен термически, покрыт тонким оксидным слоем, например, одним или более из следующего: SiO2, Al2O3, TiO2, HfO2, или другой оксид металла или не металла. Кремний может быть также покрыт методом ионного распыления, осаждением атомных слоев (ALD) или осаждением молекулярных слоев (MVD).The mesh can be made of silicone. In the manufacture of the grid, plates with a silicon-on-dielectric structure can be used. In an exemplary mesh fabrication process, the silicon is cleaned with an acid cleaning such as RCA. The surface is thus oxidized and therefore made hydrophilic. In another example of a manufacturing process, silicon can be thermally oxidized, coated with a thin oxide layer, such as one or more of the following: SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , HfO 2 , or other metal or non-metal oxide. Silicon can also be coated by ion sputtering, atomic layer deposition (ALD) or molecular layer deposition (MVD).
Распылитель, использующий сетку согласно настоящему изобретению, содержит сетку, упругий элемент, исполнительное устройство и полость между сеткой и упругим элементом. Полость содержит жидкость, подлежащую распылению. При размещении внутри распылителя сетка располагается в распылителе таким образом, что первая поверхность обращена к полости, а вторая поверхность обращена наружу от полости.The atomizer using the grid according to the present invention contains a grid, an elastic element, an actuator and a cavity between the grid and the elastic element. The cavity contains the liquid to be sprayed. When placed inside the nebulizer, the mesh is positioned in the nebulizer such that the first surface faces the cavity and the second surface faces outward from the cavity.
Распылитель в сборе затем может быть активирован. Распылитель может приводиться в действие на резонансной частоте. Резонансная частота представляет собой функцию одного или более из следующего: вязкость жидкости для электронных сигарет (возможно пониженная посредством повышения ее температуры выше комнатной температуры и ниже 100 градусов Цельсия); поверхностное натяжение жидкости для электронных сигарет; диаметр и геометрическая форма сопла; толщина или жесткость сетки; скорость выброса капель; амплитуда приведения в действие; механические характеристики распылителя в сборе. Резонансную частоту можно вычислить на основе комбинации вышеуказанных факторов.The nebulizer assembly can then be activated. The atomizer may be driven at a resonant frequency. The resonant frequency is a function of one or more of the following: the viscosity of the electronic cigarette liquid (possibly lowered by raising its temperature above room temperature and below 100 degrees Celsius); surface tension of liquid for electronic cigarettes; nozzle diameter and geometry; mesh thickness or stiffness; droplet ejection speed; actuation amplitude; mechanical characteristics of the atomizer assembly. The resonant frequency can be calculated based on a combination of the above factors.
С помощью вышеописанной сетки возможно достичь образования капель, диаметры которых, как правило, составляют менее 3 мкм. Для уменьшения диаметра образующихся капель, вязкость жидкости для электронных сигарет может быть снижена посредством повышения ее температуры. Для уменьшения диаметра образующихся капель, может быть использована соответствующая частота приведения в действие, например, резонансная частота, как описано выше.With the mesh as described above, it is possible to achieve the formation of droplets whose diameters are typically less than 3 µm. In order to reduce the droplet diameter formed, the viscosity of the electronic cigarette liquid can be reduced by raising its temperature. To reduce the diameter of the droplets formed, an appropriate actuation frequency can be used, such as the resonant frequency, as described above.
Покрытия способствуют образованию капель следующим образом. Гидрофильное покрытие на первой поверхности и внутренней поверхности сопел облегчает перемещение жидкости через сопла. Гидрофильное покрытие способствует перемещению жидкости в сопло и через него. После того как жидкость достигает второй поверхности, гидрофобное покрытие способствует отделению жидкости от второго отверстия сопла (т.е. от выпускного отверстия сопла). Coatings contribute to the formation of droplets in the following way. The hydrophilic coating on the first surface and the inner surface of the nozzles facilitates the movement of fluid through the nozzles. The hydrophilic coating facilitates the movement of liquid into and through the nozzle. Once the liquid has reached the second surface, the hydrophobic coating assists in separating the liquid from the second nozzle opening (ie, the nozzle outlet).
Благодаря использованию сетки, как описано выше, можно достичь диаметра капель менее 3 мкм. Through the use of a grid as described above, droplet diameters of less than 3 µm can be achieved.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предлагается распылитель в сборе для устройства, генерирующего аэрозоль. Распылитель в сборе содержит сетку, как описано выше, в связи с первым аспектом. According to a second aspect of the present invention, an atomizer assembly for an aerosol generating device is provided. The atomizer assembly comprises a mesh as described above in connection with the first aspect.
Узел может дополнительно содержать упруго деформируемый элемент; полость, расположенную между сетчатым элементом и упруго деформируемым элементом; впускное отверстие для жидкости для обеспечения подачи жидкости, подлежащей распылению, в полость; и исполнительное устройство, выполненное с возможностью сообщения колебаний упруго деформируемому элементу.The assembly may further comprise an elastically deformable element; a cavity located between the mesh element and the resiliently deformable element; a liquid inlet for supplying a liquid to be sprayed into the cavity; and an actuating device configured to impart vibrations to the elastically deformable element.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит распылитель в сборе, как описано в связи со вторым аспектом настоящего изобретения.According to a third aspect of the present invention, an aerosol generating device is provided. The aerosol generating device comprises an atomizer assembly as described in connection with the second aspect of the present invention.
Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:Specific embodiments of the present invention will now be described solely by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг. 1a и 1b показано схематическое представление двух вариантов осуществления сетки согласно настоящему изобретению;in fig. 1a and 1b show a schematic representation of two embodiments of a mesh according to the present invention;
на фиг. 2 показан схематический вид в поперечном сечении сетки;in fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the grid;
на фиг. 3 показано схематическое изображение распылителя в сборе с использованием сетки;in fig. 3 shows a schematic representation of an atomizer assembly using a grid;
на фиг. 4 показано схематическое изображение устройства, генерирующего аэрозоль, с использованием сетки.in fig. 4 shows a schematic representation of an aerosol generating device using a grid.
На фиг. 1a, 1b и 2 показан пример сетки 1 согласно настоящему изобретению. Сетка на фиг. 1а является круглой с центральной частью с соплами 2 и ободом без сопел. На фиг. 1b показана сетка 1 квадратной формы с соплами 2. Форма сетки и то, обеспечен обод или нет, зависит от распылителя и способа удерживания сетки в распылителе.In FIG. 1a, 1b and 2 show an example of
Сетка содержит множество сопел 2. Сопла 2 имеют треугольную форму, причем их первое отверстие 6 больше, чем их второе отверстие 7, как схематически показано на фиг. 2. Сетка 1 имеет первую поверхность 3, которая, при размещении внутри распылителя в сборе 50, расположена в направлении полости 62, содержащей жидкость, и вторую поверхность 4, которая, при размещении внутри распылителя в сборе, расположена подальше от полости 62, содержащей жидкость. The mesh comprises a plurality of
Каждое из сопел 2 содержит первое отверстие 6, через которое жидкость поступает в сопло 2, второе отверстие 7, через которое жидкость выходит из сопла 2, и внутреннюю поверхность 5, которая соединяет первое отверстие 6 со вторым отверстием 7.Each of the
Первая поверхность 3 покрыта гидрофильным покрытием (не показано). Гидрофильное покрытие представляет собой любое из 3 полиамида, поливинилацетата, ацетилцеллюлозы или хлопка. The
Вторая поверхность 4 покрыта гидрофобным покрытием. Гидрофобное покрытие содержит любое из полиуретана (PU) или слоя сверхгидрофобного металла, такого как микропористый металл или металлическая сетка. Микропористый металл или металлическая сетка содержит медь или алюминий, функционально оснащенный углеродными цепями. The second surface 4 is coated with a hydrophobic coating. The hydrophobic coating comprises either a polyurethane (PU) or a superhydrophobic metal layer such as microporous metal or metal mesh. The microporous metal or metal mesh contains copper or aluminum functionally equipped with carbon chains.
Внутренняя поверхность 5 каждого сопла также покрыта гидрофильным покрытием. Гидрофильное покрытие является таким же, как и покрытие первой поверхности. The
На фиг. 3 показан вид в перспективе в поперечном сечении распылителя в сборе 50, содержащего сетку 1 по фиг. 1 и 2. Сетка 1 размещена внутри корпуса 52 сетки. Распылитель в сборе 50 также содержит упруго деформируемый элемент 54 и исполнительное устройство 56, выполненное с возможностью сообщения колебаний упруго деформируемому элементу 54. Исполнительное устройство 56 представляет собой пьезоэлектрическое исполнительное устройство.In FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of an
Распылитель в сборе 50 также содержит элемент 58 предварительной загрузки, выполненный с возможностью сжатия исполнительного устройства 56 между элементом 58 предварительной загрузки и упруго деформируемым элементом 54. Элемент 58 предварительного загрузки, исполнительное устройство 56 и упруго деформируемый элемент 54 расположены внутри корпуса 60 исполнительного устройства. Корпус 60 исполнительного устройства прикреплен к корпусу 52 сетки с образованием полости 62 между сеткой 1 и упруго деформируемым элементом 54. Корпус 60 исполнительного устройства образует впускное отверстие 64 для жидкости для обеспечения подачи жидкости, подлежащей распылению, в полость 62. The
Во время использования жидкость, подлежащая распылению, подается в полость 62 через впускное отверстие 64 для жидкости. Исполнительное устройство 56 сообщает колебания упруго деформируемому элементу 54 для принудительного проталкивания по меньшей мере некоторого количества жидкости внутри полости 62 через каналы 14 и сопла 2 сетки 1. Жидкость, проталкиваемая через сопла 18 сетки 1, образует капли. Движение жидкости, проталкиваемой через сопла 18 для образования капель, уносит капли от сетки 1. Поэтому, во время использования распылитель в сборе 50 генерирует аэрозоль, содержащий капли жидкости, выбрасываемые через сетку 1.During use, the liquid to be sprayed is supplied to the
Распылитель может приводиться в действие на резонансной частоте. Резонансная частота представляет собой функцию одного или более из следующего: вязкость жидкости для электронных сигарет (возможно пониженная посредством повышения ее температуры выше комнатной температуры и ниже 100 градусов Цельсия); поверхностное натяжение жидкости для электронных сигарет; диаметр и геометрическая форма сопла; толщина или жесткость сетки; скорость выброса капель; амплитуда приведения в действие; механические характеристики распылителя в сборе. Резонансную частоту можно вычислить на основе комбинации вышеуказанных факторов.The atomizer may be driven at a resonant frequency. The resonant frequency is a function of one or more of the following: the viscosity of the electronic cigarette liquid (possibly lowered by raising its temperature above room temperature and below 100 degrees Celsius); surface tension of liquid for electronic cigarettes; nozzle diameter and geometry; mesh thickness or stiffness; droplet ejection speed; actuation amplitude; mechanical characteristics of the atomizer assembly. The resonant frequency can be calculated based on a combination of the above factors.
На фиг. 4 показан вид в поперечном сечении системы 70, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система 70, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 72, генерирующее аэрозоль, и резервуар 74 для жидкости.In FIG. 4 is a cross-sectional view of an
Устройство 72, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 76, содержащий первую часть 78 корпуса и вторую часть 80 корпуса. Контроллер 82 и источник 84 питания, предусматривающий батарею, расположены внутри первой части 78 корпуса. Мундштук 85, образующий канал 87 мундштука, выполнен с возможностью соединения со второй частью 80 корпуса.The
Вторая часть 80 корпуса определяет камеру 86 резервуара для жидкости для вмещения резервуара 74 для жидкости. Первая часть 78 корпуса выполнена с возможностью отсоединения от второй части 80 корпуса для обеспечения возможности замены резервуара 74 для жидкости.The
Устройство 72, генерирующее аэрозоль, также содержит соединитель 88 устройства, расположенный внутри камеры 86 резервуара для жидкости для зацепления с соединителем 90 резервуара, который образует часть резервуара 74 для жидкости.The
Устройство 72, генерирующее аэрозоль, содержит распылитель в сборе 50 по фиг. 3, расположенный во второй части 80 корпуса. Впускное отверстие 64 для жидкости распылителя в сборе 50 сообщается по текучей среде с соединителем 88 устройства. Сетка 1 распылителя в сборе 50 расположена внутри камеры 92 для аэрозоля, образованной второй частью 80 корпуса.The
Резервуар 74 для жидкости содержит контейнер 94 и жидкий субстрат 96, образующий аэрозоль, расположенный внутри контейнера 94. Когда соединитель 90 резервуара зацеплен с соединителем 88 устройства, жидкий субстрат 96, образующий аэрозоль, из резервуара 74 для жидкости подается в полость 62 распылителя в сборе 50 через соединитель 90 резервуара, соединитель 88 устройства и впускное отверстие 64 для жидкости распылителя в сборе 50.The
Когда первая часть 78 корпуса соединена со второй частью 80 корпуса, контроллер 82 управляет подачей питания от источника 84 питания на исполнительное устройство 56 для выброса капель жидкого субстрата 96, образующего аэрозоль, в камеру 92 для аэрозоля из сетки 1.When the
Вторая часть 80 корпуса образует впускное отверстие 98 для воздуха и выпускное отверстие 100 для воздуха, каждое из которых находится в сообщении по текучей среде с камерой 92 для аэрозоля. Во время использования пользователь осуществляет затяжку через мундштук 85 для втягивания воздуха в камеру 92 для аэрозоля через впускное отверстие 98 для воздуха. Воздух течет через камеру 92 для аэрозоля, где капли жидкого субстрата 96, образующего аэрозоль, выбрасываемые из сетки 1, захватываются в поток воздуха с образованием аэрозоля. Аэрозоль вытекает из камеры 92 для аэрозоля через выпускное отверстие 100 для воздуха и доставляется пользователю через канал 87 мундштука.The
Устройство 72, генерирующее аэрозоль, также содержит датчик 102 потока воздуха, расположенный внутри камеры 92 для аэрозоля. Датчик 102 потока воздуха выполнен с возможностью подачи сигнала на контроллер 82, указывающий на осуществление пользователем затяжки через мундштук 85. Контроллер 82 выполнен с возможностью подачи питания от источника 84 питания на исполнительное устройство 56 распылителя в сборе 50, только когда контроллер принимает сигнал от датчика 102 потока воздуха, указывающий на осуществление пользователем затяжки через мундштук 85.The
Claims (34)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18172751.2 | 2018-05-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020141195A RU2020141195A (en) | 2022-06-16 |
RU2783596C2 true RU2783596C2 (en) | 2022-11-15 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1005917A1 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-07 | Microflow Engineering SA | Inhaler with ultrasonic wave nebuliser having nozzle openings superposed on peaks of a standing wave pattern |
EP1129741A2 (en) * | 1997-11-19 | 2001-09-05 | Microflow Engineering SA | Spray device for an inhaler |
JP2008168222A (en) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Olympus Corp | Ultrasonic atomizing apparatus |
RU2349392C2 (en) * | 2007-04-20 | 2009-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-техническое и технологическое предприятие "Титан-А" (ООО "ПТ и ТП "Титан-А") | Ultrasound sprayer of fluid various-viscosity preparations |
RU2016105522A (en) * | 2013-07-22 | 2017-08-29 | Конинклейке Филипс Н.В. | GRID FOR USE IN A NEBULIZER, AND ALSO WAY OF ITS MANUFACTURE |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1129741A2 (en) * | 1997-11-19 | 2001-09-05 | Microflow Engineering SA | Spray device for an inhaler |
EP1005917A1 (en) * | 1998-12-01 | 2000-06-07 | Microflow Engineering SA | Inhaler with ultrasonic wave nebuliser having nozzle openings superposed on peaks of a standing wave pattern |
JP2008168222A (en) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Olympus Corp | Ultrasonic atomizing apparatus |
RU2349392C2 (en) * | 2007-04-20 | 2009-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-техническое и технологическое предприятие "Титан-А" (ООО "ПТ и ТП "Титан-А") | Ultrasound sprayer of fluid various-viscosity preparations |
RU2016105522A (en) * | 2013-07-22 | 2017-08-29 | Конинклейке Филипс Н.В. | GRID FOR USE IN A NEBULIZER, AND ALSO WAY OF ITS MANUFACTURE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11919023B2 (en) | Atomizer and a mesh therefor | |
JP2022189864A (en) | Electronic aerosol-generating smoking device | |
RU2740373C2 (en) | Smoking device and aerosol generation method | |
US6405934B1 (en) | Optimized liquid droplet spray device for an inhaler suitable for respiratory therapies | |
JP4281946B2 (en) | Method for producing droplet spray device and such spray device | |
GB2569202A (en) | Device, system and method | |
US20200290077A1 (en) | A monolithic integrated mesh device for fluid dispensers and method of making same | |
JP2020062431A (en) | Sprayer and manufacturing method for sprayer | |
JP2008132495A (en) | Liquid droplet spray device | |
US11975347B2 (en) | Two-layer mesh element for an atomiser assembly | |
US6805303B2 (en) | Liquid droplet spray device | |
RU2783596C2 (en) | Sprayer and mesh for it | |
WO2019162370A1 (en) | Device, system and method | |
EP3758525A1 (en) | Substitute smoking device comprising multiple aerosols and passive aerosol generation | |
WO2019162369A1 (en) | Substitute smoking device comprising passive aerosol generation | |
EP3758526A1 (en) | Substitute smoking device comprising passive aerosol generation | |
EP3758528A1 (en) | Device, system and method | |
WO2020163680A1 (en) | Monolithic microfabricated vibrating mesh atomizer | |
TW201941703A (en) | Device, system and method | |
US20220104544A1 (en) | Monolithic microfabricated vibrating mesh atomizer | |
RU2020141195A (en) | SPRAYER AND MESH FOR IT | |
CN117428889A (en) | Method for preventing deposition at nozzle plate of 3D printer and 3D printer |