ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАРА Российский патент 2019 года по МПК A24F47/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение касается электронных систем обеспечения пара, таких как электронные системы подачи никотина (например, электронные сигареты).

Уровень техники

На фиг. 1 схематически показан пример обычной электронной сигареты 10. Электронная сигарета обладает, в целом, цилиндрической формой, продолжающейся вдоль продольной оси, указанной пунктирной линией LA, и содержит два основных компонента, а именно блок 20 управления и картомайзер 30. Картомайзер содержит внутреннюю камеру, содержащую резервуар с жидким составом, содержащим никотин, испаритель (такой как нагреватель) и мундштук 35. Картомайзер 30 может дополнительно содержать фитиль или аналогичное устройство для перемещения небольшого количества жидкости из резервуара до нагревателя. Блок 20 управления содержит многократно подзаряжаемую аккумуляторную батарею для подачи электроэнергии на электронную сигарету 10 и печатную плату для общего управления электронной сигаретой. Когда нагреватель получает электроэнергию из аккумуляторной батареи, чем управляет печатная плата, нагреватель испаряет никотин и далее пользователь вдыхает этот пар (аэрозоль) через мундштук 35.

Блок 20 управления и картомайзер 30 выполнены с возможностью отсоединения друг от друга путем отделения в направлении, которое параллельно продольной оси LA, как показано на фиг. 1, но они соединены, когда устройство 10 используется, с помощью соединения, схематично указанного на фиг. 1 ссылочными позициями 25А и 25В, для обеспечения возможности механического и электрического взаимодействия блока 20 управления и картомайзера 30. Электрическое соединительное устройство на блоке 20 управления, которое используется для соединения с картомайзером, также служит в качестве гнезда для соединения с зарядным устройством (не показано), когда блок управления отсоединен от картомайзера 30. Картомайзер 30 может быть отсоединен от блока 20 управления и удален, при исчерпании подачи никотина (и при желании заменен другим картомайзером).

На фиг. 2 и 3 схематично показаны, соответственно, блок 20 управления и картомайзер 30 электронной сигареты с фиг. 1. Заметим, что для ясности на фиг. 2 и 3 опущены разные компоненты и подробности, такие как провода и более сложная форма. Как показано на фиг. 2, блок 20 управления содержит аккумуляторную батарею или элемент 210 для питания электронной сигареты 10, а также микросхемы, такой как (микро)контроллер для управления электронной сигаретой 10. Контроллер прикреплен к малой печатной плате 215 (PCB), которая также содержит блок датчиков. Если пользователь вдыхает через мундштук, воздух втягивается в электронную сигарету через одно или несколько входных отверстий для воздуха (не показаны на фиг. 1 и 2). Блок датчиков обнаруживает этот поток воздуха и, в ответ на такое обнаружение, контроллер подает электроэнергию из аккумуляторной батареи 210 на нагреватель в картомайзере 30.

Как показано на фиг. 3, картомайзер 30 содержит проход 161 для воздуха, продолжающий вдоль центральной (продольной) оси картомайзера 30 от мундштука 35 до соединительного устройства 25А с целью соединения картомайзера с блоком 20 управления. Резервуар 170 с содержащей никотин жидкостью предусмотрен вокруг прохода 161 для воздуха. Этот резервуар 170 может быть реализован, например, путем расположения хлопка или пены, пропитанной жидкостью. Картомайзер также содержит нагреватель 155 в форме катушки для нагревания жидкости из резервуара 170 с целью выработки пара, текущего через проход 161 для воздуха и наружу через мундштук 35. Нагреватель питается с помощью линий 166 и 167, которые, в свою очередь, соединены с противоположными полюсами (положительным и отрицательным или наоборот) аккумуляторной батареи 210 с помощью соединительного устройства 25А.

Один конец блока управления обеспечивает соединительное устройство 25В для соединения блока 20 управления с соединительным устройством 25А картомайзера 30. Соединительные устройства 25А и 25В обеспечивают механическое и электрическое соединение блока 20 управления и картомайзера 30. Соединительное устройство 25В содержит два электрических вывода, внешний контакт 240 и внутренний контакт 250, которые отделены изолятором 260. Аналогично, соединительное устройство 25А содержит внутренний электрод 175 и внешний электрод 171, отделенные изолятором 172. Когда картомайзер 30 соединен с блоком 20 управления, внутренний электрод 175 и внешний электрод 171 картомайзера 30 сцеплены, соответственно, с внутренним контактом 250 и внешним контактом 240 блока 20 управления. Внутренний контакт 250 установлен на винтовой пружине 255, так что внутренний электрод 175 толкает внутренний контакт 250, сжимая винтовую пружину 255, тем самым помогая обеспечить хороший электрический контакт, когда картомайзер 30 соединен с блоком 20 управления.

Соединительное устройство картомайзера снабжено двумя утолщениями или выступами 180А, 180В, которые продолжаются в противоположных направлениях относительно продольной оси электронной сигареты. Эти выступы используют для обеспечения штыкового замка для соединения картомайзера 30 с блоком 20 управления. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения может использоваться другая форма соединения блока 20 управления и картомайзера 30, такая как защелкивающееся соединение или винтовое соединение.

Как упомянуто выше, от картомайзера 30, в общем, избавляются при исчерпании резервуара 170 для жидкости и покупают и устанавливают новый картомайзер. В отличие от указанного блок 20 управления повторно используют для нескольких картомайзеров. Соответственно, особенно желательно, чтобы цена картомайзера была сравнительно низка. Один подход для реализации указанного заключается в том, чтобы предложить устройство из трех частей, на основе (i) блока управления, (ii) испарительного компонента и (iii) резервуара для жидкости. В этом устройстве из трех частей только последняя часть, резервуар для жидкости, является одноразовой, при этом и блок управления, и испаритель могут быть использованы повторно. Тем не менее, устройство из трех частей может увеличивать сложность, как с точки зрения изготовления, так и с точки зрения управления для пользователя. Более того, в таком устройстве из трех частей может быть трудно обеспечить такую конструкцию фитиля, тип которой показан на фиг. 3, с целью перемещения жидкости из резервуара в нагреватель.

Другой подход состоит в том, чтобы выполнить картомайзер 30 с возможностью повторного заполнения, чтобы он больше не был одноразовым. Тем не менее, повторное заполнение картомайзера порождает потенциальные проблемы, например, пользователь может попытаться повторно заполнить картомайзер ненадлежащей жидкостью (не той, которая предоставлена поставщиком электронной сигареты). Существует риск того, что ненадлежащая жидкость может привести к ухудшению впечатления для потребителя и/или потенциально быть опасной, или из-за причинения повреждения самой электронной сигарете, или из-за возможной выработки токсичных паров.

Соответственно, существующие подходы по уменьшению стоимости одноразового компонента (или исключения необходимости в таком одноразовом компоненте) успешны только до некоторой степени.

Раскрытие изобретения

Изобретение определено в приложенной формуле изобретения.

В различных вариантах осуществления изобретения предложена электронная система обеспечения пара с продольной осью. Электронная система обеспечения пара содержит блок управления и картридж, выполненный с возможностью сцепления с блоком управления и расцепления с блоком управления, по существу, вдоль указанной продольной оси. Картридж содержит резервуар с жидкостью, подлежащей испарению, и блок управления содержит аккумуляторную батарею и трубчатый участок, расположенный вдоль указанной продольной оси. Система дополнительно содержит устройство индукционного нагревания в сборе, включающее в себя катушку возбуждения и нагревательный элемент. Нагревательный элемент расположен в картридже с целью испарения жидкости. Картридж выполнен с возможностью подачи жидкости из резервуара на нагревательный элемент для испарения. Катушка возбуждения расположена в трубчатом участке блока управления и вокруг указанной продольной оси. Картридж расположен, по меньшей мере, частично в трубчатом участке, когда он сцеплен с блоком управления, так что нагревательный элемент находится в катушке возбуждения.

Описанный в настоящем документе подход не ограничен конкретными вариантами осуществления изобретения, которые описаны ниже, а включает в себя и подразумевает любые подходящие комбинации признаков, представленных в настоящем документе. Например, электронная система обеспечения пара может быть выполнена в соответствии с описанным в настоящем документе подходом, который включает в себя, в зависимости от ситуации, один или несколько различных признаков, описанных ниже.

Краткое описание чертежей

Далее, только в качестве примера, будут подробно описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

на фиг. 1 - вид, схематически (с пространственным разделением деталей) показывающий пример известной электронной сигареты;

на фиг. 2 - вид, схематично показывающий блок управления электронной сигареты с фиг. 1;

на фиг. 3 - вид, схематично показывающий картомайзер электронной сигареты с фиг. 1;

на фиг. 4 - вид, схематично показывающий электронную сигарету в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, при этом изображен блок управления, собранный с картриджем (сверху), отдельно блок управления (в середине) и отдельно картридж (внизу);

на фиг. 5 и 6 - вид, схематично показывающий электронную сигарету, в соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления изобретения;

на фиг. 7 - вид, схематично показывающий управляющую электронику электронной сигареты, которая показана на фиг. 4, 5 и 6, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

на фиг. 7А, 7В и 7С - виды, схематично показывающие управляющую электронику электронной сигареты, которая изображена на фиг. 6, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 4 схематично показана электронная сигарета 410, соответствующая некоторым вариантам осуществления изобретения (заметим, что термин «электронная сигарета» в настоящем документе взаимозаменяемо используется с другими аналогичным терминам, такими как электронная система обеспечения пара, электронная система обеспечения аэрозоля и так далее). Электронная сигарета 410 содержит блок 420 управления и картридж 430. На фиг. 4 показан блок 420 управления, собранный с картриджем 430 (сверху), отдельно блок управления (в середине) и отдельно картридж (внизу). Заметим, что для ясности опущены различные подробности реализации (например, такие, как провода и так далее).

Как показано на фиг. 4, электронная сигарета 410, в общем, обладает цилиндрической формой с центральной, продольной осью (обозначенной как LA и показанной прерывистой линией). Заметим, что поперечное сечение цилиндра, то есть сечение в плоскости, которая перпендикулярна линии LA, может быть круглым, эллиптическим, квадратным, прямоугольным, шестиугольным или, при желании, обладать другой правильной или неправильной формой. Общий профиль и форма (конструктивные параметры) электронной сигареты 410 совпадают или, в общем, аналогичны (или могут быть выполнены таковыми) общему профилю и форме электронной сигареты 10, показанной на фиг. 1 - 3. Эта согласованность может быть полезна по разным причинам, таким как потенциальное использование одинаковых компонентов и упаковки, одобрение пользователем и легкость работы, узнаваемость бренда и так далее.

Мундштук 435 расположен на одном конце картриджа 430, а противоположный конец электронной сигареты 410 (относительно продольной оси) обозначается как кончик 424. Конец картриджа 430, противоположный для мундштука 435 в продольном направлении, обозначается ссылочной позицией 431, а конец блока 420 управления, противоположный для кончика 424 в продольном направлении, обозначается ссылочной позицией 421.

Картридж 430 способен сцепляться с блоком 420 управления и отцепляться от блока 420 управления путем перемещения вдоль продольной оси. Более конкретно, конец 431 картриджа способен сцепляться с концом блока 421 управления и отцепляться от конца блока 421 управления. Соответственно, концы 421 и 431 будут называться, соответственно, концом сцепления блока управления и концом сцепления картриджа.

Блок 420 управления содержит аккумуляторную батарею 411 и печатную плату 415 для обеспечения функциональных возможностей управления электронной сигаретой, например, благодаря наличию контроллера, процессора, ASIC или аналогичной формы микросхемы управления. Аккумуляторная батарея обычно обладает цилиндрической формой и обладает центральной осью, которая расположена вдоль продольной оси LA электронной сигареты или, по меньшей мере, близко к продольной оси LA электронной сигареты. На фиг. 4 печатная плата 415 показана расположенной на некотором расстоянии в продольном направлении от аккумуляторной батареи 411, в направлении, противоположном от картриджа 430. Тем не менее, специалисту в рассматриваемой области ясны различные другие расположения печатной платы 415, например, она может находиться на противоположном конце аккумуляторной батареи. Еще одна возможность заключается в том, чтобы печатная плата 415 располагалась вдоль стороны аккумуляторной батареи - например, когда электронная сигарета 410 обладает прямоугольным поперечным сечением, и тогда аккумуляторная батарея 411 будет немного смещена по направлению к противоположной внешней стенке электронной сигареты 410. Заметим, что функциональные возможности, предоставляемые печатной платой 415 (как более подробно описано ниже), могут быть разделены по нескольким печатным платам и/или устройствам, которые не установлены на PCB, и эти дополнительные устройства и/или PCB могут быть расположены надлежащим образом в электронной сигарете 410.

Аккумуляторная батарея или элемент 411, в общем, является многократно подзаряжаемой и могут поддерживаться один или несколько механизмов подзарядки. Например, соединение для зарядки (не показано на фиг. 4) может быть предусмотрено на кончике 424 и/или конце 421 сцепления и/или вдоль стороны электронной сигареты. Более того, электронная сигарета 410 может поддерживать индукционную подзарядку аккумуляторной батареи 411, помимо (или вместо) подзарядки с помощью одного или нескольких соединений или гнезд для зарядки.

Блок 420 управления содержит трубчатый участок 440, который продолжается вдоль продольной оси LA от конца 421 сцепления блока управления. Трубчатый участок 440 определен снаружи внешней стенкой 442, которая, в общем, может быть частью общей внешней стенки или корпуса блока 420 управления, и определен внутри внутренней стенкой 444. Полость 426 образована внутренней стенкой 444 трубчатого участка и концом 421 сцепления блока 420 управления. Эта полость 426 способна принять или в ней можно разместить, по меньшей мере, часть картриджа 430 при его сцеплении с блоком управления (как показано наверху на фиг. 4).

Внутренняя стенка 444 и внешняя стенка 442 трубчатого участка определяют кольцеобразное пространство, которое образовано вокруг продольной оси LA. Катушка 450 (катушка возбуждения или нагревательная катушка) расположена в этом кольцеобразном пространстве, при этом центральная ось катушки, по существу, выровнена с продольной осью LA электронной сигареты 410. Катушка 450 электрически соединена с аккумуляторной батареей 411 и печатной платой 415, что обеспечивает электропитание и управление катушкой, так что при работе катушка 450 способна обеспечивать индукционное нагревание картриджа 430.

Картридж содержит резервуар 470, содержащий жидкий состав (обычно содержащий никотин). Резервуар содержит, по существу, кольцеобразную область картриджа, образованную между внешней стенкой 476 картриджа и внутренней трубкой или стенкой 472 картриджа, которые обе, по существу, выровнены с продольной осью LA электронной сигареты 410. Жидкий состав может свободно располагаться в резервуаре 470 или, в качестве альтернативы, резервуар 470 может содержать некоторую структуру или материал, например губку, способствующий удержанию жидкости в резервуаре.

Внешняя стенка 476 содержит участок 476А уменьшенного поперечного сечения. Это позволяет размещать этот участок 476А картриджа в полости 426 блока управления, чтобы сцеплять картридж 430 и блок 420 управления. Оставшаяся часть внешней стенки обладает большим поперечным сечением, чтобы обеспечивать увеличенное пространство в резервуаре 470 и также обеспечивать непрерывную внешнюю поверхность электронной сигареты - то есть стенка 476 картриджа, по существу, находится на одном уровне с внешней стенкой 442 трубчатого участка 440 блока 420 управления. Тем не менее, следует понимать, что другие реализации электронной сигареты 410 могут обладать более сложной/структурированной внешней поверхностью (по сравнению с плавной внешней поверхностью, показанной на фиг. 4).

Внутри внутренней трубки 472 образован проход 461, который продолжается, в направлении потока воздуха, от входного отверстия 461А для воздуха (расположенного на конце 431 картриджа, который сцепляется с блоком управления) до выходного отверстия 461В для воздуха, которое обеспечивается мундштуком 435. Нагреватель 455 и фитиль 454 расположены в центральном проходе 461 и, следовательно, в потоке воздуха через картридж. Как показано на фиг. 4, нагреватель 455 расположен примерно в центре катушки 450 возбуждения. В частности, расположением нагревателя 455 вдоль продольной оси можно управлять благодаря тому, что ступенька в начале участка 476А уменьшенного поперечного сечения для картриджа 430 упирается в конец (ближайший к мундштуку 435) трубчатого участка 440 блока 420 управления (как показано на верхней схеме на фиг. 4).

Нагреватель 455 выполнен из металлического материала, чтобы была возможность его использования в качестве воспринимающего элемента (или рабочего элемента) в устройстве индукционного нагревания в сборе. Более конкретно, устройство индукционного нагревания в сборе содержит катушку 450 возбуждения (нагревательную катушку), которая вырабатывает магнитное поле, изменяющееся с высокой частотой (при подходящем электропитании и управлении с помощью аккумуляторной батареи 411 и контроллера на PCB 415). Это магнитное поле наиболее сильно в центре катушки, то есть в полости 426, где расположен нагреватель 455. Изменяющееся магнитное поле индуцирует вихревые токи в проводящем нагревателе 455, тем самым порождая резистивное нагревание в нагревательном элементе 455. Заметим, что высокая частота изменений магнитного поля приводит к тому, что вихревые токи ограничиваются поверхностью нагревательного элемента (из-за поверхностного эффекта), тем самым увеличивается эффективное сопротивление нагревательного элемента и, следовательно, результирующее нагревающее действие.

Более того, нагревательный элемент 455, в общем, выбран так, чтобы состоять из магнитного материала с высокой проницаемостью, такого как (железистая) сталь (а не просто проводящий материал). В этом случае потери на сопротивление из-за вихревых токов дополняются потерями на магнитный гистерезис (вызванные повторным перевертыванием магнитных доменов) для обеспечения более эффективной передачи энергии от катушки 450 возбуждения на нагревательный элемент 455.

Нагреватель, по меньшей мере, частично окружен фитилем 454. Фитиль служит для перемещения жидкости из резервуара 470 на нагреватель 455 для испарения. Фитиль может быть выполнен из любого подходящего материала, например, термостойкого, волокнистого материала и он обычно продолжается от прохода 461 через отверстия во внутренней трубке 472, чтобы получить доступ в резервуар 470. Фитиль 454 выполнен с возможностью управляемой подачи жидкости к нагревателю 455, так что фитиль предотвращает свободную утечку жидкости из резервуара в проход 461 (этому удержанию жидкости также может помочь наличие подходящего материала в самом резервуаре). Вместо указанного фитиль 454 удерживает жидкость в резервуаре 470 и на самом фитиле 454 до активации нагревателя 455, когда жидкость, удерживаемая фитилем 454, испаряется в поток воздуха и, следовательно, перемещается вдоль прохода 461 с целью выхода из мундштука 435. Далее фитиль 454 втягивает дополнительную жидкость из резервуара 470 и процесс повторяется с последующими испарениями (и вдыханиями) до исчерпания картриджа.

Хотя фитиль 454 показан на фиг. 4 как отделенный (хоть и охватывающий) от нагревательного элемента 455, в некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 455 и фитиль 454 могут быть объединены в один компонент, такой как нагревательный элемент, выполненный из пористого, волокнистого стального материала, который также может действовать в качестве фитиля 454 (а также нагревателя). Кроме того, хотя фитиль 454 показан на фиг. 4 как поддерживающий нагревательный элемент 455, в других вариантах осуществления изобретения нагревательный элемент 455 может быть снабжен отдельными опорами, например, благодаря креплению к внутренней части трубки 472 (вместо или в дополнение к поддержке нагревательным элементом).

Нагреватель 455, по существу, может быть плоским и может быть расположен перпендикулярно центральной оси катушки 450 и продольной оси LA электронной сигареты, так как индукция, в основном, имеет место в этой плоскости. Хотя на фиг. 4 показан нагреватель 455 и фитиль 454, которые продолжаются поперек всего диаметра внутренней трубки 472, обычно нагреватель 455 и фитиль 454 не покрывают всего поперечного сечения прохода 461 для воздуха. Вместо этого обычно предусмотрено пространство для того, чтобы воздух проходил через внутреннюю трубку из входного отверстия 461А и вокруг нагревателя 455 и фитиля 454, чтобы подобрать пар, выработанный нагревателем. Например, если просматривать вдоль продольной оси LA, нагреватель и фитиль могут обладать «О-образной» конфигурацией с центральным отверстием (не показано на фиг. 4), чтобы позволить потоку воздуха проходить вдоль прохода 461. Возможны многие другие конфигурации, такие как нагреватель, обладающий «Y-образной» или «Х-образной» конфигурацией. (Заметим, что в таких реализациях, ответвления из «Y» или «X» будут сравнительно широкими для обеспечения лучшей индукции).

Хотя на фиг. 4 конец 421 сцепления картриджа показан как закрывающий входное отверстие 461А для воздуха, этот конец картриджа может быть снабжен одним или несколькими отверстиями (не показаны на фиг. 4), чтобы позволять втягивать нужное количество воздуха в проход 461. Заметим, что в конфигурации, показанной на фиг. 4, присутствует небольшой промежуток 422 между концом 431 сцепления картриджа 430 и соответствующим концом 421 сцепления блока управления. Воздух можно втягивать из этого промежутка 422 через входное отверстие 461А для воздуха.

Электронная сигарета может обеспечивать один или несколько маршрутов, чтобы позволить воздуху попасть в промежуток 422. Например, может присутствовать достаточное пространство между внутренней стенкой 476А картриджа и внутренней стенкой 444 трубчатого участка 440, чтобы позволить воздуху переместиться в промежуток 422. Такое пространство может появиться естественным образом, если картридж не плотно вставлен в полость 426. В качестве альтернативы один или несколько воздушных каналов могут быть предусмотрены в качестве малых канавок, расположенных вдоль одной или обеих указанных стенок и поддерживающих указанный поток воздуха. Другая возможность заключается в том, чтобы предусмотреть в корпусе блока 420 управления одно или несколько отверстий, во-первых, для того, чтобы позволить втягивать воздух в блок управления, и далее для прохождения из блока управления в промежуток 422. Например, отверстия для впуска воздуха в блок управления могут быть расположены так, как указано на фиг. 4 стрелками 428А и 428В, и конец 421 сцепления может быть снабжен одним или несколькими отверстиями (не показаны на фиг. 4) для выхода воздуха из блока 420 управления в промежуток 422 (и оттуда в картридж 430). В других вариантах реализации промежуток 422 может отсутствовать и поток воздуха может, например, проходить непосредственно из блока 420 управления через входное отверстие 461А для воздуха в картридж 430.

Электронная сигарета может быть снабжена одним или несколькими механизмами активации для устройства индукционного нагревания в сборе, то есть для операции запуска катушки 450 возбуждения с целью нагревания нагревательного элемента 455. Один возможный механизм активации заключается в наличии кнопки 429 на блоке управления, которую пользователь может нажать для активации нагревателя. Эта кнопка может быть механическим устройством, панелью с сенсорным управлением, элементом управления с плавным регулированием и так далее. Нагреватель может оставаться активированным до тех пор, пока пользователь продолжает нажимать или другим образом активирует кнопку 429, при этом учитывается максимальное время активации, соответствующее одной затяжке электронной сигареты (обычно несколько секунд). Если достигнуто это максимальное время активации, контроллер может автоматически остановить индукционный нагреватель, чтобы предотвратить перегревание. Контроллер также может навязывать минимальный интервал (снова, обычно равный несколькими секундам) между последовательными активациями.

Устройство индукционного нагревания в сборе также может быть активировано потоком воздуха, порожденным вдыханием пользователя. В частности, блок 420 управления может быть снабжен датчиком потока воздуха, выполненным с возможностью обнаружения потока воздуха (или падения давления), порожденного вдыханием. Далее датчик потока воздуха способен уведомить контроллер об указанном обнаружении и, соответственно, активируют индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель может оставаться активированным до тех пор, пока обнаруживается поток воздуха, снова с учетом максимального времени активации, как указано выше (и также обычно с минимальным интервалом между затяжками).

Активация нагревателя потоком воздуха может быть использована вместо кнопки 429 (которая, таким образом, может отсутствовать) или, в качестве альтернативы, электронная сигарета может требовать двойную активацию для работы - то есть и обнаружение потока воздуха, и нажатие кнопки 429. Это требование двойной активации может помочь обеспечить защитные меры от ненамеренной активации электронной сигареты.

Следует понимать, что использование датчика потока воздуха, в общем, подразумевает прохождение потока воздуха через блок управления при вдыхании, что может быть обнаружено (даже если этот поток воздуха обеспечивает только часть потока воздуха, который пользователь вдыхает в конечном счете). Если при вдыхании такой поток воздуха не проходит через блок управления, то кнопка 429 может быть использована для активации, хотя также возможно предусмотреть датчик потока воздуха для обнаружения прохождения потока воздуха через поверхность блока 420 управления (а не через него).

Существует несколько способов, с помощью которых картридж может удерживаться в блоке управления. Например, и внутренняя стенка 444 трубчатого участка 440 блока 420 управления и внешняя стенка участка 476А уменьшенного поперечного сечения могут быть снабжены винтовой резьбой (не показана на фиг. 4) для взаимного сцепления. Также могут быть использованы другие формы механического сцепления, такие как защелкивающееся соединение, блокировочный механизм (возможно с кнопкой освобождения или подобным). Более того, блок управления может быть снабжен дополнительными компонентами с целью обеспечения механизма крепления, как описано ниже.

Вообще говоря, крепление картриджа 430 к блоку 420 управления для электронной сигареты 410 с фиг. 4 проще по сравнению со случаем электронной сигареты, показанной на фиг. 1 - 3. В частности, использование индукционного нагревания для электронной сигареты 410 позволят соединению картриджа 430 и блока 420 управления быть только механическим и также не обеспечивать электрическое соединение с проводами до резистивного нагревателя. В результате, может быть реализовано механическое соединение, если это нужно, путем использования надлежащего пластикового литья для корпуса картриджа и блока управления; в отличие от сказанного в электронной сигарете 10 с фиг. 1 - 3 корпус картомайзера и блок управления должны быть каким-либо образом соединены с металлическим соединительным устройством. Более того, соединительное устройство электронной сигареты 10 с фиг. 1 - 3 должно быть выполнено сравнительно точно, чтобы обеспечить надежное, контактное, с малым сопротивлением, электрическое соединение блока управления и картомайзера. В отличие от сказанного, допуски при изготовлении полностью механического соединения картриджа 430 и блока 420 управления электронной сигареты 410, в общем, больше. Все эти факторы помогают упростить изготовление картриджа и, таким образом, уменьшить стоимость этого одноразового (расходуемого) компонента.

Более того, при обычном резистивном нагревании часто используют металлическую катушку нагревания, окруженную волокнистым фитилем, тем не менее, сравнительно трудно автоматизировать изготовление такой структуры. В отличие от сказанного, индукционный нагревательный элемент 455 обычно основан на металлическом диске некоторой формы (или другом, по существу, плоском компоненте), который является более простой структурой для встраивания в процесс автоматизированного изготовления. Это снова помогает снизить стоимость изготовления одноразового картриджа 430.

Другое достоинство индукционного нагревания заключается в том, что обычные электронные сигареты могут использовать припой для соединения проводов подачи электроэнергии с резистивной катушкой нагревания. Тем не менее, существуют некоторые опасения, заключающиеся в том, что тепло от катушки во время работы такой электронной сигареты может испарить нежелательные компоненты из припоя, которые далее будут вдохнуты пользователем. В отличие от сказанного, для индукционного нагревательного элемента 455 отсутствуют провода, подлежащие соединению, и, следовательно, может быть исключено использование припоя в картридже. Также резистивная катушка нагревания, аналогичная содержащейся в обычной электронной сигарете, в общем, содержит провод сравнительно малого диаметра (для увеличения сопротивления и, следовательно, нагревательного эффекта). Тем не менее, такой тонкий провод является сравнительно хрупким и, таким образом, может быть склонен к повреждению, или из-за некоторого механического ненадлежащего обращения и/или из-за возможного локального перегрева и дальнейшего расплавления. В отличие от сказанного, нагревательный элемент 455 в форме диска, который используется для индукционного нагревания, в общем, более надежен относительно такого повреждения.

На фиг. 5 и 6 схематично показана электронная сигарета, соответствующая некоторым другим вариантам осуществления изобретения. Чтобы избежать повторения, не будут описаны аспекты фиг. 5 и 6, которые, в общем, совпадают с аспектами, показанными на фиг. 4, за исключением тех аспектов, которые относятся к описанию конкретных признаков с фиг. 5 и 6. Заметим также, что ссылочные позиции с одинаковыми последними двумя цифрами обычно обозначают одинаковые или аналогичные (или другим образом соответствующие) компоненты на фиг. 4 - 6 (при этом первая цифра в ссылочной позиции соответствует фиг., содержащей эту ссылочную позицию).

В электронной сигарете, показанной на фиг. 5, блок 520 управления во многом аналогичен блоку 420 управления, который показан на фиг. 4, тем не менее, внутренняя структура картриджа 530 несколько отличается от внутренней структуры картриджа 430, показанного на фиг. 4. Таким образом, в отличие от центрального прохода для потока воздуха, как в электронной сигарете 410 с фиг. 4, когда резервуар 470 для жидкости окружает центральный проход 461 для потока воздуха, в электронной сигарете 510 с фиг. 5 проход 561 для воздуха смещен от центральной продольной оси (LA) картриджа. В частности, картридж 530 содержит внутреннюю стенку 572, которая разделяет внутреннее пространство картриджа 530 на два участка. Первый участок, определенный внутренней стенкой 572, и одной частью внешней стенки 576, определяет камеру для удержания резервуара 570 с жидким составом. Второй участок, определенный внутренней стенкой 572, и противоположной частью внешней стенки 576, определяет проход 561 для воздуха через электронную сигарету 510.

Кроме того, электронная сигарета 510 не содержит фитиля, а опирается на пористый нагревательный элемент 555, который действует как нагревательный элемент (воспринимающий элемент) и как фитиль для управления потоком жидкости из резервуара 570. Пористый нагревательный элемент может быть выполнен, например, из материала, образованного путем спекания или другого соединения вместе стальных волокон.

Нагревательный элемент 555 расположен на конце резервуара 570 противоположно мундштуку 535 картриджа и может образовывать часть или всю стенку камеры резервуара на указанном конце. Одна поверхность нагревательного элемента контактирует с жидкостью в резервуаре 570, а противоположная поверхность нагревательного элемента 555 направлена к области 538 потока воздуха, которую можно рассматривать как часть прохода 561 для воздуха. В частности, эта область 538 потока воздуха расположена между нагревательным элементом 555 и концом 531 сцепления картриджа 530.

Когда пользователь вдыхает через мундштук 535, воздух втягивают в область 538 через конец 531 сцепления картриджа 530 из промежутка 522 (аналогично тому, как описано для электронной сигареты 410 с фиг. 4). В ответ на поток воздуха (и/или в ответ на нажатие пользователем кнопки 529), активируют катушку 550 для подачи электроэнергии на нагреватель 555, который, следовательно, вырабатывает пар из жидкости в резервуаре 570. Этот пар далее втягивают в поток воздуха, полученный благодаря вдыханию, и перемещают вдоль прохода 561 (как показано стрелками) и выводят через мундштук 535.

В электронной сигарете, показанной на фиг. 6, блок 620 управления во многом аналогичен блоку 420 управления, который показан на фиг. 4, но он приспособлен для двух (меньших) картриджей 630А и 630В. Каждый из этих картриджей аналогичен по структуре участку 476А уменьшенного поперечного сечения из картриджа 420 с фиг. 4. Тем не менее, протяженность в продольном направлении каждого из картриджей 630А и 630В равна только половине протяженности участка 476А уменьшенного поперечного сечения из картриджа 420 с фиг. 4, что позволяет разместить два картриджа в области электронной сигареты 610, которая соответствует полости 426 в электронной сигарете 410, как показано на фиг. 4. Кроме того, конец 621 сцепления блока 620 управления может быть снабжен, например, одной или несколькими распорками или опорами (не показаны на фиг. 6), которые поддерживают положение картриджей 630А, 630В, как показано на фиг. 6 (не закрывая промежуток 622).

В электронной сигарете 610, мундштук 635 можно рассматривать как часть блока 620 управления. В частности, этот мундштук 635 можно рассматривать как съемный колпачок или крышку, которые могут быть навинчены или защелкнуты, или сняты с оставшейся части блока 620 управления (или может быть использован любой другой надлежащий крепежный механизм). Мундштук-крышку 635 снимают с оставшейся части блока 620 управления с целью вставки нового картриджа или изъятия старого картриджа и далее закрепляют снова на блоке управления для использования электронной сигареты 610.

Работа отдельных картриджей 630A, 630B в электронной сигарете 610 аналогична работе картриджа 430 в электронной сигарете 410 в том плане, что каждый картридж содержит фитиль 654А, 654В, продолжающийся в соответствующем резервуаре 670А, 670В. Кроме того, каждый картридж 630А, 630В содержит нагревательный элемент 655А, 655В, приспособленный к соответствующему фитилю 654А, 654В, и может получать электроэнергию с помощью соответствующей катушки 650А, 650В, предусмотренной в блоке 620 управления. Нагреватели 655А, 655В испаряют жидкость в общий проход 661, который проходит через оба картриджа 630А, 630В и выходит через мундштук 635.

Могут быть использованы разные картриджи 630А, 630В, например, для обеспечения разных ароматов электронной сигареты 610. Кроме того, хотя электронная сигарета 610 показана как содержащая два картриджа, ясно, что некоторые устройства могут содержать большее количество картриджей. Более того, хотя картриджи 630А и 630В обладают одинаковыми размерами, некоторые устройства могут содержать картриджи разных размеров. Например, электронная сигарета может содержать один больший картридж с жидкостью на основе никотина, и один или несколько малых картриджей для придания аромата или, при желании, с другими добавками.

В некоторых случаях электронная сигарета 610 может содержать (и работать) изменяющееся количество картриджей. Например, может присутствовать пружина или другое упругое устройство, которое установлено на конце 621 сцепления блока управления и которое пытается растянуться вдоль продольной оси по направлению к мундштуку 635. Если удалить один из картриджей, показанных на фиг. 6, указанная пружина, следовательно, поможет обеспечить крепкое удержание оставшегося картриджа (картриджей) относительно мундштука с целью надежной работы.

Если электронная сигарета содержит несколько картриджей, один вариант заключается в том, что все они активируются одной катушкой, которая охватывает протяженность всех картриджей в продольном направлении. В качестве альтернативы, может присутствовать отдельная катушка 650А, 650В для каждого соответствующего картриджа 630А, 630В, как показано на фиг. 6. Еще одна возможность заключается в том, чтобы на разные участки одной катушки по выбору можно было подавать электроэнергию для имитации (эмуляции) наличия нескольких катушек.

Если электронная сигарета не содержит нескольких катушек для соответствующих картриджей (или по-настоящему отдельных катушек или сымитированных разными участками одной большой катушки), то активация электронной сигареты (например, путем обнаружения потока воздуха от вдыхания и/или путем нажатия пользователем некоторой кнопки) может подать электроэнергию ко всем катушкам. Тем не менее, электронные сигареты 410, 510, 610 поддерживают активацию по выбору нескольких катушек, при этом пользователь может выбрать или определить, какую катушку (катушки) активировать. Например, электронная сигарета 610 может обладать режимом или пользовательской настройкой, в которой в ответ на активацию, электроэнергию подают только на катушку 650А, а не на катушку 650В. В результате будут вырабатывать пар на основе жидкого состава в катушке 650А, а не катушки 650В. Это предоставляет пользователю большую гибкость в работе электронной сигареты 610 с точки зрения обеспечения пара для любого заданного вдоха (но без того, чтобы пользователь физически удалял или вставлял разные картриджи только для конкретного вдоха).

Следует понимать, что разные варианты реализации электронных сигарет 410, 510, 610, показанные на фиг. 4 - 6, предоставлены только как примеры и не являются исчерпывающим списком вариантов реализации. Например, конструкция картриджа, показанная на фиг. 5, может быть встроена в устройство с несколькими картриджами, как показано на фиг. 6. Специалисту в рассматриваемой области ясно, что может быть получено много других вариантов, например, путем смешивания и соотнесения разных признаков из разных реализаций и, в более общем случае, путем добавления, замены и/или удаления признаков, в зависимости от ситуации.

На фиг. 7 схематично показаны основные электронные компоненты электронных сигарет 410, 510, 610 с фиг. 4 - 6, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Нагревательный элемент 455, который расположен в картридже 430, может содержать любую подходящую структуру или комбинацию структур для индукционного нагревания. Оставшиеся элементы, показанные на фиг. 7, расположены в блоке 420 управления. Следует понимать, что, так как блок 420 управления является повторно используемым устройством (в отличие от картриджа 430, который является одноразовым или расходуемым), возможно понести одноразовые затраты по изготовлению блока управления, при этом повторные затраты не являются приемлемыми в отношении изготовления картриджа. Компоненты блока 420 управления могут быть установлены на печатной плате 415 или могут быть отдельно размещены в блоке 420 управления для работы вместе с печатной платой 415 (при ее наличии), без физической установки на самой печатной плате.

Как показано на фиг. 7, блок управления содержит многократно подзаряжаемую аккумуляторную батарею 411, которая соединена с соединительным устройством или гнездом 725 подзарядки, таким как интерфейс микро-USB. Это соединительное устройство 725 поддерживает подзарядку аккумуляторной батареи 411. В качестве альтернативы или дополнительно, блок управления также может поддерживать подзарядку аккумуляторной батареи 411 с помощью беспроводного соединения (например, с помощью индукционной зарядки).

Блок 420 управления дополнительно содержит контроллер 715 (такой как процессор или специализированную интегральную схему (ASIC)), который связан с датчиком 716 давления или потока воздуха. Контроллер может активировать индукционное нагревание, как описано более подробно описано ниже, в ответ на обнаружение потока воздуха датчиком 716. Кроме того, блок 420 управления дополнительно содержит кнопку 429, которая также может быть использована для активации индукционного нагревания, как описано выше.

На фиг. 7 также показан пользовательский интерфейс/интерфейс связи 718 для электронной сигареты. Он может содержать одно или несколько устройств, в соответствии с конкретной реализацией. Например, пользовательский интерфейс может содержать один или несколько источников света и/или динамиков для предоставления пользователю выходного сигнала, например, для указания неисправности, состояния зарядки аккумуляторной батареи и так далее. Интерфейс 718 также может поддерживать беспроводную связь, такую как Bluetooth или беспроводная связь (NFC) ближнего радиуса действия, с внешним устройством, таким как смартфон, переносной компьютер, компьютер, ноутбук, планшет и так далее. Электронная сигарета может использовать этот интерфейс связи для вывода такой информации, как состояние устройства, статистика использования и так далее, на внешнее устройство для доступа со стороны пользователя. Интерфейс связи также может быть использован для предоставления электронной сигарете возможности принятия команд, таких как настройки конфигурации, введенные пользователем на внешнем устройстве. Например, пользовательский интерфейс 718 и контроллер 715 могут быть использованы для команды электронной сигарете о выборочной активации различных катушек 650А, 650В (или их участков), как описано выше. В некоторых случаях интерфейс 718 связи может использовать нагревательную катушку 450 для ее работы в качестве антенны для беспроводной связи.

Контроллер может быть реализован на одной или нескольких микросхемах, в зависимости от ситуации. Операциями контроллера 715, в общем, управляет, по меньшей мере частично, программное обеспечение, работающее на контроллере. Такое программное обеспечение может хранится в энергонезависимой памяти, такой как ROM, которая может быть встроена в сам контроллер 715 или которая может быть предоставлена в виде отдельного компонента (не показан). Контроллер 715 может получать доступ к ROM для загрузки и исполнения отдельных программ программного обеспечения, когда нужно.

Контроллер управляет индукционным нагреванием электронной сигареты путем определения, когда устройство надлежащим образом активировать или, когда устройство ненадлежащим образом активировать - например, обнаруживается ли вдох и не превышен ли максимальный временной период для вдыхания. Если контроллер определяет, что электронную сигарету нужно активировать для курения, контроллер организует подачу электроэнергии из аккумуляторной батареи 411 на инвертер 712. Инвертер 712 выполнен с возможностью преобразования выхода постоянного тока из аккумуляторной батареи 411 в сигнал переменного тока, обычно сравнительно высокой частоты - например, 1 МГц (хотя могут быть использованы другие частоты, такие как 5 КГц, 20 КГц, 80 КГц или 300 КГц, или любой диапазон, определенный двумя такими значениями). Этот сигнал переменного тока далее проходит от инвертера до нагревательной катушки 450 через подходящее согласование по импедансу (не показано на фиг. 7), при необходимости.

Нагревательная катушка 450 может быть встроена в некоторую форму резонансного контура, например путем параллельного объединения с конденсатором (не показан на фиг. 7), при этом выход инвертера 712 подстроен к резонансной частоте указанного резонансного контура. Указанный резонанс порождает выработку сравнительно высокого тока в нагревательной катушке 450, который в свою очередь порождает сравнительно сильное магнитное поле в нагревательном элементе 455, тем самым порождая быстрое и эффективное нагревание нагревательного элемента 455 с целью выработки нужного выхода пара или аэрозоля.

На фиг. 7А показана часть управляющей электроники для электронной сигареты 610, обладающей несколькими катушками в соответствии с некоторыми вариантами реализации (при этом для ясности опущены некоторые аспекты управляющей электроники, напрямую не касающиеся нескольких катушек). На фиг. 7А показаны источник 782А электроэнергии (обычно соответствует аккумуляторной батарее 411 и инвертеру 712 на фиг. 7), структура 781А переключения и две нагревательные катушки 650А, 650В, каждая из которых связана с соответствующим нагревательным элементом 655А, 655В, которые показаны на фиг. 6 (но не показаны на фиг. 7А). Структура переключения содержит три вывода, обозначенные на фиг. 7А как А, В и С. Также предполагается, что между двумя нагревательными катушками 650А, 650В присутствует токовая цепь.

Чтобы управлять устройством индукционного нагревания в сборе, два из трех указанных вывода замкнуты (для предоставления возможности течения тока), а оставшийся вывод остается разомкнутым (для предотвращения течения тока). Замыкание выводов А и С активирует обе катушки и, следовательно, оба нагревательных элемента 655А, 655В; замыкание А и В по выбору активирует только нагревательную катушку 650А; и замыкание В и С активирует только нагревательную катушку 650В.

Хотя возможно обращаться с нагревательными катушками 650А и 650В просто как с одной общей катушкой (при этом обе катушки или вместе включены, или вместе выключены), возможность по выбору подавать электроэнергию на одну или обе нагревательные катушки 650А и 650В, как предусмотрено вариантом реализации с фиг. 7, обладает рядом достоинств, в том числе следующими:

а) выбор компонентов пара (например, ароматизаторов) для заданной затяжки. Таким образом, активация только нагревательной катушки 650А вырабатывает пар только из резервуара 670А; активация только нагревательной катушки 650В вырабатывает пар только из резервуара 670В; и активация обеих нагревательных катушек 650А, 650В вырабатывает объединение паров из обоих резервуаров 670А, 670В;

б) управление количеством пара для заданной затяжки. Например, если резервуар 670А и резервуар 670В фактически содержат одну и ту же жидкость, то активация обеих нагревательных катушек 650А, 650В может быть использована для выработки более сильной (более высокий уровень пара) затяжки по сравнению с активацией только одной нагревательной катушки;

в) больший срок службы (зарядка) аккумуляторной батареи. Как уже описано, возможно управлять электронной сигаретой с фиг. 6, когда она содержит только один картридж, например 630В (по сравнению со случаем, когда она также содержит картридж 630А). В этом случае, более эффективно подавать электроэнергию только на нагревательную катушку 650В, которая соответствует только картриджу 630В и которую далее используют для испарения жидкости из резервуара 670В. В отличие от сказанного, если на нагревательную катушку 650А, которая соответствует (отсутствующему) картриджу 630А, не подают электроэнергию (так как этот картридж и соответствующий нагревательный элемент 650А отсутствуют в электронной сигарете 610), то это экономит электроэнергию без уменьшения выхода пара.

Хотя электронная сигарета 610 с фиг. 6 содержит отдельный нагревательный элемент 655А, 655В для каждой нагревательной катушки 650А, 650В, в некоторых вариантах реализации разные нагревательные катушки могут подавать электроэнергию на разные участки одного (большего) рабочего или воспринимающего элемента. Соответственно, в такой электронной сигарете, разные нагревательные элементы 655А, 655В могут представлять разные участки большего воспринимающего элемента, который совместно используется разными нагревательными катушками. Дополнительно (или в качестве альтернативы) несколько нагревательных катушек 650А, 650В могут представлять разные участки одной общей нагревательной катушки, отдельные участки которой могут быть активированы по выбору, как описано выше при рассмотрении фиг. 7А.

Если для управления количеством пара для заданной затяжки используют несколько нагревательных элементов, то наличие большего количества нагревательных элементов, например, более двух, показанных на фиг. 7А, даст лучшую возможность для детализации управления. Также следует понимать, что количество пара может быть увеличено путем подачи большего количества электроэнергии на каждую нагревательную катушку для питания соответствующих нагревательных элементов, тем не менее, существуют пределы по практической реализации указанного. Например, подача слишком большого количества электроэнергии может привести к очень высокой температуре нагревательного элемента, что может изменить химический состав пара, а также представлять собой возможную опасность с точки зрения безопасности.

На фиг. 7В показан другой вариант реализации поддержки выбора из нескольких нагревательных катушек 650A, 650B. Таким образом, на фиг. 7В считается, что нагревательные катушки электрически не соединены друг с другом, а каждая нагревательная катушка 650А, 650В отдельно связана с источником 782В электроэнергии с помощью пары независимых соединений через структуру 781В переключения. В частности, нагревательная катушка 650А связана с источником 782В электроэнергии с помощью соединений А1 и А2 переключения, а нагревательная катушка 650В связана с источником 782В электроэнергии с помощью соединений В1 и В2 переключения. Эта структура с фиг. 7В обладает аналогичными достоинствами, что и достоинства, описанные при рассмотрении фиг. 7А. Кроме того, архитектура с фиг. 7В также может легко масштабироваться для работы с более чем двумя нагревательными катушками.

На фиг. 7С показан еще один вариант реализации поддержки выбора из нескольких нагревательных катушек, в этом случае трех нагревательных катушек, обозначенных через 650A, 650B и 650С. Каждая нагревательная катушка напрямую соединена с соответствующим источником 782C1, 782C2 и 782C3 электроэнергии. Конфигурация с фиг. 7 может поддерживать питание по выбору любой одной нагревательной катушки 650A, 650B, 650C или одновременное питание любой пары нагревательных катушек или одновременное питание всех трех нагревательных катушек.

В конфигурации с фиг. 7С, по меньшей мере, некоторые участки источника 782 электроэнергии могут быть повторены для каждой нагревательной катушки 650. Например, каждый источник 782C1, 782C2, 782C3 электроэнергии может содержать свой собственный инвертер, но они могут совместно использовать один, конечный источник электроэнергии, такой как аккумуляторная батарея 411. В этом случае аккумуляторная батарея 411 может быть соединена с инвертерами с помощью структуры переключения, которая аналогична структуре, показанной на фиг. 7В (но для постоянного тока, а не для переменного тока). В качестве альтернативы, каждая соответствующая линия электропитания из источника 782 электроэнергии до нагревательной катушки 650 может быть снабжена своим собственным отдельным переключателем, который может быть замкнут для активации нагревательной катушки (или разомкнут для предотвращения такой активации). В этой конструкции набор упомянутых отдельных переключателей для разных линий можно рассматривать как другую форму структуры переключения.

Указанное представляет разные способы, с помощью которых можно управлять или контролировать переключение с фиг. 7А - 7С. В некоторых случаях пользователь может управлять механическим или физическим переключателем, который напрямую устанавливает структуру переключения. Например, электронная сигарета 610 может содержать переключатель (не показан на фиг. 6) на внешнем корпусе, при этом картридж 630А может быть активирован в одной настройке, а картридж 630В может быть активирован в другой настройке. Дополнительная настройка переключателя может позволить активировать оба картриджа вместе. В качестве альтернативы, блок 610 управления может содержать отдельную кнопку, связанную с каждым картриджем, и пользователь нажимает кнопку для нужного картриджа (или возможно обе кнопки, если должны быть активированы оба картриджа). Другая возможность заключается в том, что кнопка или другое устройство ввода для электронной сигареты может быть использовано для выбора более сильной затяжки (и может приводить к переключению обоих или всех нагревательных катушек). Такая кнопка также может быть использована для выбора добавления аромата и переключение может включать нагревательную катушку, связанную с этим ароматом - обычно помимо нагревательной катушки для основной жидкости, содержащей никотин. Специалисту в рассматриваемой области ясны другие возможные варианты реализации такого переключения.

В некоторых электронных сигаретах вместо прямого (например, механического или физического) управления структурой переключения, пользователь может установить структуру переключения с помощью пользовательского интерфейса/интерфейса связи 718, который показан на фиг. 7 (или любого другого аналогичного устройства). Например, этот интерфейс может позволить пользователю определить использование других ароматов или картриджей (и/или других уровней силы) и далее контроллер 715 может установить структуру 781 переключения в соответствии с этим вводом пользователя.

Еще одна возможность заключается в том, что структура переключения может быть установлена автоматически. Например, электронная сигарета 610 может предотвращать активацию нагревательной катушки 650А, если в показанном месте картриджа 630А отсутствует картридж. Другими словами, если отсутствует картридж, то нагревательная катушка 650А не может быть активирована (тем самым осуществляют экономию электроэнергии и так далее).

Для обнаружения наличия или отсутствия картриджа существуют различные механизмы. Например, блок 620 управления может быть снабжен переключателем, которым управляют механически путем вставки картриджа в соответствующее положение. Если в этом положении картридж отсутствует, то переключатель установлен так, что на соответствующую нагревательную катушку не подается электроэнергия. Другой подход заключается в том, что блок управления содержит некоторое оптическое или электрическое устройство для обнаружения, вставлен или нет картридж в заданное положение.

Заметим, что в некоторых устройствах, когда обнаружено наличие картриджа в указанном положении, то соответствующая нагревательная катушка может быть всегда активирована - например, ее всегда активируют в ответ на обнаружение затяжки (вдоха). В других устройствах, которые поддерживают как автоматическую структуру переключения, так и управляемую пользователем структуру переключения, даже если обнаружено наличие картриджа в указанном положении, некоторая пользовательская настройка (или аналогично описанному выше) может определить, возможна ли активация картриджа для любой заданной затяжки.

Хотя управляющая электроника с фиг. 7А - 7С описана в связи с использованием нескольких картриджей, как показано на фиг. 6, она также может быть использована для одного картриджа, который содержит несколько нагревательных элементов. Другими словами, управляющая электроника способна по выбору подавать электроэнергию на один или несколько из этих нескольких нагревательных элементов в одном картридже. Такой подход также может обладать описанными выше достоинствами. Например, если картридж содержит несколько нагревательных элементов, но один, совместно используемый резервуар, или несколько нагревательных элементов, каждый со своим собственным резервуаром, но все резервуары содержат одинаковую жидкость, то подача электроэнергии на большее или меньшее количество нагревательных элементов обеспечивает пользователю возможность увеличить или уменьшить количество пара, обеспечиваемого в одной затяжке. Аналогично, если один картридж содержит несколько нагревательных элементов, каждый со своим собственным соответствующим резервуаром, содержащим конкретную жидкость, то подача электроэнергии на разные нагревательные элементы (или их комбинации) обеспечивает пользователю возможность по выбору потреблять пары разных жидкостей (или их комбинации).

В некоторых электронных сигаретах различные нагревательные катушки и их соответствующие нагревательные элементы (реализованные или как отдельные нагревательные катушки и/или нагревательные элементы, или как участки большей нагревательной катушки и/или воспринимающего элемента) все могут быть, по существу, одинаковыми, чтобы обеспечивать однородную конфигурацию. В качестве альтернативы, может быть использована неоднородная конфигурация. Например, со ссылкой на электронную сигарету 610, показанную на фиг. 6, один картридж 630А может быть выполнен с возможностью нагревания до меньшей температуры по сравнению с другим картриджем 630В и/или с возможностью обеспечения меньшего выхода пара (благодаря меньшей мощности нагревания). Таким образом, если один картридж 630А содержит основной жидкий состав, содержащий никотин, а другой картридж 630В содержит ароматизатор, может быть желательно, чтобы картридж 630А выдавал больше пара по сравнению с картриджем 630В. Также рабочая температура каждого нагревательного элемента 655 может соответствовать жидкости (жидкостям), подлежащим испарению. Например, рабочая температура должна быть достаточно высокой, чтобы испарять соответствующую жидкость (жидкости) конкретного картриджа, но обычно не такой высокой, чтобы химически разрушать (разрушать связи) такие жидкости.

Существуют разные способы обеспечения разных рабочих характеристик (таких, как температура) для разных комбинаций нагревательных катушек и нагревательных элементов и, таким образом, выработки неоднородной конфигурации, как описано выше. Например, физические параметры нагревательных катушек и/или нагревательных элементов могут быть разными, в зависимости от ситуации - например, разные размеры, геометрия, материалы, количество витков катушек и так далее. Дополнительно (или в качестве альтернативы) рабочие параметры нагревательных катушек и/или нагревательных элементов могут изменяться, например с помощью разных частот переменного тока и/или разных подаваемых токов для нагревательных катушек.

Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники, это изобретение показано путем иллюстрации различных вариантов осуществления изобретения, в которых может быть реализовано заявленное изобретение (изобретения). Достоинства и признаки настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленного изобретения (изобретений). Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или, по существу, состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее, отличающихся от явно описанных в настоящем документе. Это изобретение может содержать другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.

Изобретение относится к электронным системам обеспечения пара, таким как электронные системы подачи никотина (например, электронные сигареты). Электронная система обеспечения пара с продольной осью содержит блок управления и картридж, выполненные с возможностью сцепления друг с другом и расцепления друг от друга, по существу, вдоль указанной продольной оси, при этом картридж содержит резервуар с жидкостью, подлежащей испарению, и мундштук, а блок управления содержит аккумуляторную батарею и трубчатый участок, расположенный вдоль указанной продольной оси, при этом трубчатый участок содержит внутреннюю стенку и внешнюю стенку; и устройство индукционного нагревания в сборе, содержащее катушку возбуждения и нагревательный элемент, при этом нагревательный элемент расположен в картридже с целью испарения указанной жидкости, картридж выполнен с возможностью подачи жидкости из резервуара на нагревательный элемент с целью испарения, катушка возбуждения расположена в трубчатом участке блока управления между внутренней стенкой и внешней стенкой трубчатого участка и вокруг указанной продольной оси, при этом картридж расположен, по меньшей мере, частично во внутренней стенке трубчатого участка при сцеплении с указанным блоком управления, так что нагревательный элемент находится в катушке возбуждения. Техническим результатом изобретения является усовершенствование электронной системы обеспечения пара. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электронная система обеспечения пара с продольной осью, содержащая:

блок управления и картридж, выполненные с возможностью сцепления друг с другом и расцепления друг от друга, по существу, вдоль указанной продольной оси, при этом картридж содержит резервуар с жидкостью, подлежащей испарению, и мундштук, а блок управления содержит аккумуляторную батарею и трубчатый участок, расположенный вдоль указанной продольной оси, при этом трубчатый участок содержит внутреннюю стенку и внешнюю стенку; и

устройство индукционного нагревания в сборе, содержащее катушку возбуждения и нагревательный элемент, при этом нагревательный элемент расположен в картридже с целью испарения указанной жидкости, картридж выполнен с возможностью подачи жидкости из резервуара на нагревательный элемент с целью испарения, катушка возбуждения расположена в трубчатом участке блока управления между внутренней стенкой и внешней стенкой трубчатого участка и вокруг указанной продольной оси, при этом картридж расположен, по меньшей мере, частично во внутренней стенке трубчатого участка при сцеплении с указанным блоком управления, так что нагревательный элемент находится в катушке возбуждения.

2. Система по п. 1, дополнительно содержащая фитиль для подачи жидкости из резервуара на нагревательный элемент.

3. Система по п. 2, в которой нагревательный элемент расположен в фитиле.

4. Система по п. 1, в которой нагревательный элемент содержит пористый материал, чтобы действовать в качестве фитиля с целью подачи жидкости из резервуара на нагревательный элемент.

5. Система по п. 1, в которой нагревательный элемент, по существу, является плоским и, по существу, расположен перпендикулярно продольной оси.

6. Система по п. 1, в которой нагревательный элемент выполнен из материала, относительная магнитная проницаемость которого больше 2.

7. Система по п. 1, в которой нагревательный элемент выполнен из материала, относительная магнитная проницаемость которого больше 80.

8. Система по п. 1, в которой отсутствуют проводные электрические соединения между блоком управления и картриджем.

9. Система по п. 1, в которой картридж не содержит никакого внешнего металлического соединительного устройства.

10. Система по п. 1, в которой блок управления приспособлен для нескольких картриджей.

11. Блок управления для использования в электронной системе обеспечения пара с продольной осью, выполненный с возможностью сцепления и расцепления с картриджем, по существу, вдоль указанной продольной оси, при этом картридж содержит резервуар с жидкостью, подлежащей испарению, и мундштук, а блок управления содержит:

аккумуляторную батарею и трубчатый участок, расположенные вдоль указанной продольной оси, при этом трубчатый участок содержит внутреннюю стенку и внешнюю стенку; и

катушку возбуждения, расположенную в трубчатом участке блока управления между внутренней стенкой и внешней стенкой трубчатого участка и вокруг указанной продольной оси;

катушка возбуждения выполнена с возможностью образования с нагревательным элементом, расположенным в картридже, устройства индукционного нагревания в сборе с целью испарения указанной жидкости, при этом картридж расположен, по меньшей мере, частично во внутренней стенке трубчатого участка при сцеплении с указанным блоком управления, так что нагревательный элемент находится в катушке возбуждения.

12. Картридж для использования в электронной системе обеспечения пара с продольной осью, выполненный с возможностью сцепления и расцепления с блоком управления, по существу, вдоль указанной продольной оси, причем блок управления содержит аккумуляторную батарею и трубчатый участок, которые расположены вдоль указанной продольной оси, при этом трубчатый участок содержит внутреннюю стенку и внешнюю стенку, а картридж содержит:

мундштук;

резервуар с жидкостью, подлежащей испарению; и

нагревательный элемент, расположенный в картридже для испарения указанной жидкости,

причем картридж выполнен с возможностью подачи жидкости из резервуара на нагревательный элемент с целью испарения,

при этом нагревательный элемент выполнен с возможностью образования с катушкой возбуждения, расположенной в трубчатом участке блока управления между внутренней стенкой и внешней стенкой трубчатого участка и размещенной вокруг указанной продольной оси, устройства индукционного нагревания в сборе, а картридж расположен, по меньшей мере, частично во внутренней стенке трубчатого участка при сцеплении с указанным блоком управления, так что нагревательный элемент находится в катушке возбуждения.