Аэрозольный генератор, содержащий многокомпонентный фитиль

Аэрозольный генератор содержит составной канал (1,2,3,4) для транспортировки нескольких жидкостей (5,6) к нагревательному элементу (7) с такими расходами потока, чтобы жидкости поступали к нагревательному элементу в желаемых концентрациях. Нагревательный элемент испаряет жидкости для образования летучей среды, которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями нескольких жидкостей.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФИЛИП МОРРИС ПРОДАКТС С.А. Сущность изобретения Предлагается аэрозольный генератор, содержащий составной канал для транспортировки нескольких жидкостей к нагревательному элементу таким образом, чтобы жидкости поступали к нагревательному элементу в желаемых концентрациях. Нагревательный элемент выполнен для испарения указанных жидкостей для образования летучей среды, которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями нескольких жидкостей. Предлагается также способ генерации аэрозоля, содержащий этап транспортировки первой и второй жидкостей по первому и второму фитилям из по меньшей мере одного источника подачи жидкости к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы жидкости присутствовали на нагревательном элементе в желаемых концентрациях, и этап испарения жидкостей на нагревательном элементе для образования летучей среды, которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями жидкостей. Краткое описание чертежей Фиг. 1 а и 1b - схематичные виды варианта выполнения конструкции, содержащей множество слоев фитильных материалов для транспортировки многофазного раствора. В частности, фиг. 1 а - вид сбоку этой конструкции, а фиг. 1b - ее вид в поперечном сечении. Фиг. 2 - схематичный вид варианта выполнения аэрозольного генератора для образования аэрозоля из двух несмешивающихся жидкостей, которые содержат две фазы. Фиг. 3 а - схематичный вид другого варианта выполнения аэрозольного генератора, содержащего составной канал с несколькими проходами. Фиг. 3b - сечение составного канала, показанного на фиг. 3 а. Фиг. 4 - схематичный вид еще одного варианта выполнения аэрозольного генератора, содержащего составной канал с несколькими проходами. Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения Предлагается устройство для образования аэрозоля. Устройство можно применять в разных целях,например для образования ароматизированных аэрозолей, аэрозолей-отдушек и т.п. Устройство испаряет жидкий материал, который, по желанию, конденсируется в окружающем воздухе для образования аэрозоля. Аэрозоли полезны для применения в различных областях. Например, часто желательно лечить респираторные заболевания или доставлять лекарства посредством аэрозольного тумана из мелкораспыленных частиц жидкости и/или твердого вещества, например порошка, медикаментов и т.д., которые вдыхаются в легкие пациента. Для аэрозолей, предназначенных для ингаляции человеком, предпочтительно,чтобы медиана диаметров частиц по массе для частиц аэрозолей была меньше чем 2 мкм, предпочтительнее от 0,2 до 2 мкм и еще более предпочтительно от 0,5 до 1 мкм. Аэрозоли и пары исходных веществ могут применяться при создании наночастиц и других порошков. Испарение металлосодержащих жидкостей создает возможность получения шариковых микроподшипников, пористого металла и металлизации точным и экономичным способом. Аэрозоли и пары исходных веществ могут также находить применение в области смазки, где расход на смазочный материал можно уменьшить путем введения частиц смазочного материала в некоторой концентрации. В предпочтительном варианте выполнения устройство содержит составной канал, имеющий множество проходов, которые транспортируют жидкости для образования аэрозоля. Проходы могут быть капиллярными трубками, фитилями, фитилями из различных фитильных материалов или сочетание приведенных вариантов. В частности, составной канал можно использовать для транспортировки жидкостей из по меньшей мере одного источника подачи жидкости к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы жидкости присутствовали на нагревательном элементе в желаемых концентрациях. Нагревательный элемент испаряет жидкости для образования летучей среды, которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями жидкостей. В настоящей заявке термин "желаемые концентрации" относится к концентрациям, которые будут создавать аэрозоль с предпочтительными характеристиками, что зависит от состава жидкостей, которые распыляются для образования аэрозоля. Соответственно пропорция и количество жидкостей, транспортируемых к нагревательному элементу, определяют состав формируемого аэрозоля. В предпочтительном варианте выполнения пропорцией и количествами жидкостей, транспортируемых к нагревательному элементу, можно управлять выбором проходов (капиллярных трубок, фитилей,фитильного материала) и жидкостей. В предпочтительном варианте транспортируется по меньшей мере две жидкости и жидкости являются предпочтительно не смешивающимися между собой. При совместном хранении в одном источнике подачи жидкости несмешивающиеся жидкости могут формировать несколько фаз. Фитили действуют на основе капиллярности и могут быть объединены с по меньшей мере одной капиллярной трубкой. В одном примере для транспортировки множества жидкостей будут применяться по меньшей мере два фитиля и капиллярная трубка. В предпочтительном варианте фитили содержат многочисленные поры, которые действуют как капилляры и вызывают всасывание в них жидкости. Фитили могут быть выбраны на основании их смачивающей способности в отношении несмешивающейся жидкости или фазы. Капиллярная трубка имеет внутренний диаметр от 0,1 до 10 мм, предпочтительно от 0,5 до 1 мм, предпочтительнее от приблизительно 0,1 до 0,5 мм и еще предпочтительнее приблизительно 0,15 мм, что соответствует площадям внутренних сечений от 8,10-5 до 80 мм 2, от 0,002 до 0,8 мм 2,от 0,008 до 0,2 мм 2 и приблизительно 0,02 мм 2 соответственно. Размеры капилляров и/или фитилей являются дополнительными факторами, которые влияют на количества жидкостей, транспортируемых к нагревательному элементу. Для транспортировки жидкостей с желаемыми расходами потока к нагревательному элементу можно использовать различные геометрии. Например, несколько фитильных материалов, например по меньшей мере одно синтетическое волокно и хлопчатобумажный материал, можно объединять, чтобы сформировать переплетенный фитиль для транспортировки по меньшей мере одной жидкости. В одном варианте выполнения фитильные материалы могут быть расположены в концентрическом рисунке вокруг центральной капиллярной трубки, например по меньшей мере две трубки из фитильных материалов,расположенных в концентрическом рисунке вокруг центральной капиллярной трубки. Фитильные материалы могут быть разделены проволочной сеткой, которая также может выполнять функцию фитильного материала для транспортировки жидкости. На фиг. 1 а и 1b приведены схематичные виды конструкции, содержащей три слоя фитильных материалов для транспортировки трехфазного раствора. В частности, фиг. 1 а является видом сбоку коаксиальной конструкции и фиг. 1b является поперечным сечением конструкции. В частности, капиллярная трубка 1 концентрически окружена тремя слоями 2, 3, 4 фитильных материалов. Кроме того, возможна транспортировка четвертой фазы, при этом капиллярная трубка 1 транспортирует одну фазу, и три слоя 2, 3, 4 фитильных материалов транспортируют три другие фазы. При необходимости, капиллярную трубку и/или четвертый фитиль можно исключить. Несмешивающаяся жидкость может содержать по меньшей мере одну гидрофобную жидкость (например, по меньше мере одно эфирное масло) и по меньшей мере одну гидрофильную жидкость (например, пропиленгликоль, глицерин и/или другое аэрозольобразующее вещество). В резервуаре, содержащем многофазную жидкость, фазы могут разделяться на отдельные слои с менее плотными фазами, формирующимися над более плотными фазами. Конструкция для транспортировки несмешивающихся жидкостей может содержать проходы, имеющие разные длины, подогнанные для нахождения в контакте с разными слоями многофазной жидкости. В случае двухфазной несмешивающейся жидкости, содержащей легковесную фазу с высоким содержанием ароматизатора и более тяжелую фазу аэрозольобразующего вещества, первый(ая) и второй(ая) фитили или капиллярные трубки для транспортировки несмешивающихся жидкостей могут содержать фитиль меньшей длины или капиллярную трубку меньшей длины, подогнанный(ую) для нахождения в контакте с легковесной жидкостью с высоким содержанием ароматизатора, и более длинный фитиль или более длинную капиллярную трубку, подогнанный(ую) для нахождения в контакте с более тяжелым аэрозольобразующим веществом. Дополнительно,если первый(ая) и второй(ая) фитили/капиллярные трубки для транспортировки несмешивающихся жидкостей расположены в концентрическом рисунке, то фитиль/капиллярная трубка меньшей длины, подогнанный(ая) для нахождения в контакте с легковесной жидкостью с высоким содержанием ароматизатора,может окружать более длинный(ую) фитиль/капиллярная трубка, подогнанный(ую) для нахождения в контакте с более тяжелым аэрозольобразующим веществом. Таким образом, генератор аэрозоля может содержать конструкцию для транспортировки несмешивающихся жидкостей из по меньшей мере одного источника подачи жидкости к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы жидкости присутствовали на нагревательном элементе в желаемых концентрациях. Нагревательный элемент испаряет несмешивающиеся жидкости для образования летучей среды,которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями несмешивающихся жидкостей. Нагревательный элемент может содержать проволочный сеточный нагреватель, вмонтированный в задний по ходу конец фитилей. Нагревательный элемент может быть проволочной сеткой из нержавеющей стали или извилистой полоской из нержавеющей стали. Нагревательный элемент подсоединен к источнику питания, который может быть портативным источником питания, например аккумуляторной батареей постоянного тока. Однако применение переменного тока тоже может оказаться эффективным решением. Когда аэрозольный генератор содержит по меньшей мере одну капиллярную трубку, нагревательный элемент пригоден для выполнения испарения жидкости(ей), транспортируемой(ых) по капиллярной(ым) трубке(кам), на заднем по ходу конце капиллярной(ых) трубки(бок) подобно испарению жидкостей, транспортируемых по фитилям, на заднем по ходу конце фитилей. В предпочтительном варианте несмешивающиеся жидкости содержат несколько фаз, которые транспортируются из одного источника подачи жидкости. Однако, при необходимости, жидкости могут подаваться из разных источников подачи жидкости. Несмешивающиеся жидкости могут содержать по меньшей мере одну гидрофобную жидкость и по меньшей мере одну гидрофильную жидкость, например ароматизирующую систему и аэрозольобразующее вещество. Ароматизирующая система может содержать по меньшей мере одно эфирное масло. Аэрозольобразующее вещество может содержать пропиленгликоль, глицерин или их смеси. На фиг. 2 приведен схематичный вид аэрозольного генератора для образования аэрозоля из двух несмешивающихся жидкостей, которые содержат две фазы. Капиллярная трубка 1 концентрически окружена двумя слоями 2, 3 фитильных материалов, которые транспортируют жидкости 5, 6 соответственно к нагревательному элементу 7. После того как нагревательный элемент 7 испаряет несмешивающиеся жидкости для образования летучей среды, летучая среда может переноситься в загубник 8, из которого можно вдыхать образованный аэрозоль. Схема 9 управления регулирует подачу мощности предпочтительно постоянного тока в нагревательный элемент 7. При необходимости, по капиллярной трубке 1 может транспортироваться дополнительная фаза. На фиг. 3 а приведен схематичный вид другого варианта выполнения аэрозольного генератора 100 для образования аэрозоля из трех несмешивающихся жидкостей, которые содержат три фазы. Резервуар 116 аэрозольного генератора 100 наполнен тремя жидкостями. Первая капиллярная трубка 104 концентрически окружена второй 108 и третьей 114 капиллярными трубками. Первая капиллярная трубка 104 транспортирует первую жидкость 103, которая может быть гидрофильной жидкостью, к нагревательному элементу 120 из резервуара 116. Вторая 108 и третья 114 капиллярные трубки транспортируют вторую и третью жидкости 107 и 113, которые могут быть нейтральной и гидрофобной жидкостями, соответственно к нагревательному элементу 120. После того как нагревательный элемент 120 испаряет несмешивающиеся жидкости для образования летучей среды, летучая среда может переноситься в загубник 122, из которого можно вдыхать образованный аэрозоль 140. Схема 130 управления регулирует подачу мощности предпочтительно постоянного тока в нагревательный элемент 120. Концентрические капиллярные трубки 104, 108, 114 формируют составной канал аэрозольного генератора 100. На фиг. 3b представлено поперечное сечение составного канала по А-А на фиг. 3 а. Как показано на фиг. 3b, когда применяют концентрические капиллярные трубки, расстояние между боковыми стенками капилляров сравнимо с внутренним диаметром центральной капиллярной трубки, как упоминалось выше. Например, расстояние между первой 104 и второй 108 капиллярными трубками или между второй 108 и третьей 110 капиллярными трубками на фиг. 3b может составлять от 0,1 до 10 мм,предпочтительно от 0,5 до 1 мм, предпочтительнее приблизительно от 0,1 до 0,5 мм и еще предпочтительнее приблизительно 0,15 мм. В предпочтительном варианте капиллярная трубка может быть из стекла, пористого металла, синтетического материала и их сочетаний. На фиг. 4 приведен схематичный вид другого варианта выполнения аэрозольного генератора 100 для образования аэрозоля из трех несмешивающихся жидкостей, которые содержат три фазы. Первый фитиль 12 транспортирует первую фазу, которая может быть гидрофильной жидкостью, из жидкости 111 к нагревательному элементу 120 из резервуара 116. В данном варианте выполнения жидкость 111 может быть эмульсией несмешивающихся жидкостей (например, гидрофильной жидкости, гидрофобной жидкости и нейтральной жидкости или сочетанием любых двух из них). Второй 14 и третий 16 фитили транспортируют дополнительные фазы, которые могут быть нейтральной и гидрофобной жидкостями,соответственно из жидкости 111 к нагревательному элементу 120. Как показано на фиг. 4, первый 12,второй 14 и третий 16 фитили могут транспортировать жидкости через крышку 118 резервуара 116 и по проходу 132 и т.п. к нагревательному элементу 120. После того как нагревательный элемент 120 испаряет несмешивающиеся жидкости для образования летучей среды, летучая среда может переноситься в загубник 122, как изложено ранее. Схема 130 управления регулирует подачу мощности в нагревательный элемент 120, как также изложено ранее. В предпочтительном варианте выполнения первый 12, второй 14 и третий 16 фитили могут быть переплетенными (например, в виде косички) или раздельными. Переплетенные фитили могут быть из различных материалов для транспортировки различных фаз. Например, синтетические фитильные материалы для транспортировки гидрофильной фазы могут содержать молекулы пластика или каучука с группами ОН, обладающими сродством к полярным жидким фазам. Неполярный пластиковый материал без структурных составляющих из групп ОН обладает сродством к неполярным жидким фазам, и натуральные материалы, например хлопчатобумажная ткань, обладают сродством к нейтральным жидким фазам. По существу, первый 12, второй 14 и третий фитили 16 могут транспортировать отдельные фазы из жидкости 111 к нагревательному элементу 120 таким образом, чтобы фазы присутствовали на нагревательном элементе в желаемых концентрациях. Предлагается также способ генерирования аэрозоля, содержащий этап транспортировки несмешивающихся жидкостей из по меньшей мере одного источника подачи жидкостей к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы жидкости присутствовали на нагревательном элементе в желаемых концентрациях, и этап испарения несмешивающихся жидкостей на нагревательном элементе для образования летучей среды, которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями несмешивающихся жидкостей. Выше приведено описание различных вариантов выполнения, однако следует понимать, что, как будет очевидно специалистам в данной области техники, возможно внесение изменений и модификаций. Следует считать, что упомянутые изменения и модификации не выходят за пределы компетенции и объема притязаний прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Аэрозольный генератор, содержащий составной канал для транспортировки нескольких фаз жидкости из источника подачи жидкости к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы эти фазы жидкости поступали на нагревательный элемент в желаемых концентрациях, при этом составной канал содержит множество проходов, имеющих разные длины, так что они находятся в контакте с разными слоями многофазной жидкости, находящейся в источнике подачи жидкости; причем нагревательный элемент выполнен для испарения указанных нескольких фаз жидкости для образования летучей среды,которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями нескольких фаз жидкости. 2. Аэрозольный генератор по п.1, в котором составной канал содержит первый фитиль, выполненный для транспортировки первой фазы жидкости, и второй фитиль, выполненный для транспортировки второй фазы жидкости к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы первая и вторая фазы жидкости поступали на нагревательный элемент в желаемых концентрациях. 3. Аэрозольный генератор по п.2, в котором составной канал дополнительно содержит капиллярную трубку, выполненную для транспортировки третьей фазы жидкости к нагревательному элементу, при этом нагревательный элемент выполнен для испарения указанной третьей фазы жидкости. 4. Аэрозольный генератор по п.2, в котором первый и второй фитили расположены в концентрическом рисунке или переплетенном рисунке. 5. Аэрозольный генератор по п.2, дополнительно содержащий третий фитиль, выполненный для транспортировки третьей фазы жидкости к нагревательному элементу. 6. Аэрозольный генератор по п.2, в котором указанные несколько фаз жидкости включают комбинацию из гидрофобной, гидрофильной и нейтральной жидкостей, первый фитиль выполнен из материала, имеющего сродство к гидрофильной жидкости, второй фитиль выполнен из материала, имеющего сродство к гидрофобной жидкости; третий фитиль выполнен из материала, имеющего сродство к нейтральной жидкости. 7. Аэрозольный генератор по п.1, в котором фазы жидкости содержат ароматизирующее вещество и аэрозольобразующее вещество. 8. Аэрозольный генератор по п.7, в котором аэрозольобразующее вещество содержит материал, выбранный из группы, состоящей из пропиленгликоля, глицерина и их смесей. 9. Способ генерирования аэрозоля, включающий транспортирование первой и второй фаз жидкости по первому и второму фитилям, имеющим разные длины, так что они находятся в контакте с разными слоями многофазной жидкости, из по меньшей мере одного источника подачи жидкости к нагревательному элементу с такими скоростями, чтобы фазы жидкости присутствовали на нагревательном элементе в желаемых концентрациях, и испарение фаз жидкости на нагревательном элементе для образования летучей среды, которая смешивается с окружающим воздухом для образования аэрозоля с желаемыми концентрациями фаз жидкости. 10. Способ по п.9, дополнительно включающий транспортирование третьей фазы жидкости по капиллярной трубке из указанного по меньшей мере одного источника подачи жидкости к нагревательному элементу. 11. Способ по п.9, в котором первый и второй фитили расположены в концентрическом рисунке вокруг капиллярной трубки. 12. Способ по п.9, в котором фазы жидкости содержат ароматизирующее вещество и аэрозольобразующее вещество. 13. Способ по п.9, в котором аэрозольобразующее вещество содержит материал, выбранный из группы, состоящей из пропиленгликоля, глицерина и их смесей. 14. Способ по п.9, в котором третью фазу жидкости транспортируют к нагревательному элементу по третьему фитилю.