РЕГУЛИРОВАНИЕ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАТЯЖКЕ ДЛЯ ОБРАЗУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВА Российский патент 2019 года по МПК A24F47/00 

Настоящее изобретение относится к образующему аэрозоль устройству с электрическим нагревом, такому как курительное устройство. В частности, настоящее изобретение относится к устройству, имеющему систему управления с обратной связью для регулирования сопротивления затяжке указанного устройства во время использования

Курительные системы с электрическим нагревом обычно содержат источник питания, такой как батарея, соединенный с нагревателем для нагрева образующего аэрозоль субстрата с целью образования аэрозоля, который доставляется курильщику. При использовании эти курительные системы с электрическим нагревом обычно подают импульс высокой мощности на нагреватель для обеспечения температурного диапазона, необходимого для работы и для высвобождения летучих соединений. Курительные системы с электрическим нагревом могут быть многоразовыми и они могут быть выполнены с возможностью размещения в них одноразового курительного изделия, содержащего образующий аэрозоль субстрат, с целью образования аэрозоля. В качестве альтернативы, смежно с электрическим нагревателем может быть размещен рассыпной табак. В случае использовании рассыпного табака пользователь обычно заполняет полость нужным количеством табака перед использованием устройства. Затем рассыпной табак нагревают до температуры, достаточной для испарения требуемых летучих соединений в табаке, без достижения температуры, достаточной для сжигания табака.

Такие системы дают результаты, сильно различающиеся в зависимости от множества факторов, контролируемых только пользователем, в частности, от конкретных свойств и типа используемого табака, количества табака, размещаемого в указанной полости, и от того, насколько сильно пользователь сжимает табак при его размещении в указанной полости. В частности, в зависимости от указанных факторов может сильно изменяться сопротивление затяжке, что нежелательно.

Известны образующие аэрозоль устройства, в которых сопротивление затяжке может изменяться пользователем. Однако эти устройства регулируются вручную, например, с помощью поворотного элемента, и обычно невозможно их легкое регулирование во время использования или регулирование с какой-либо определенной точностью или стабильностью.

Следовательно, было бы желательно снизить нестабильность сопротивления затяжке образующего аэрозоль устройстве, как во время отдельного использования, так и между сеансами использования.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложено образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом. Указанное устройство содержит: внешний корпус, имеющий полость для размещения образующего аэрозоль субстрата; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева образующего аэрозоль субстрата в указанной полости с целью образования аэрозоля; по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие; по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие; воздушный тракт, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного воздушного отверстия через указанную полость до указанного по меньшей мере одного выпускного воздушного отверстия; средства для определения сопротивления затяжке указанного воздушного тракта; и средства для автоматического регулирования сопротивления затяжке указанного воздушного тракта в зависимости от определенного сопротивления затяжке.

Благодаря применению указанных средств для определения сопротивления затяжке (resistance-to-draw, RTD) воздушного тракта и указанных средств для регулирования RTD в зависимости от RTD, которое было определено, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности создания устройством более стабильных курительных ощущений у пользователя, как между сеансами использования, так и во время использования. Было обнаружено, что RTD может меняться между сеансами использования из-за нестабильности параметров образующего аэрозоль субстрата, таких как пористость, влажность и размеры. Кроме того, было обнаружено, что RTD меняется по мере высыхания образующего аэрозоль субстрата во время каждого использования. Настоящее изобретение смягчает указанные недостатки благодаря обеспечению возможности изменения RTD без вмешательства пользователя во время использования.

В контексте данного документа термин «образующее аэрозоль устройство» используется для описания устройства, взаимодействующего с образующим аэрозоль субстратом для образования аэрозоля, непосредственно вдыхаемого в легкие пользователя через рот пользователя.

В предпочтительном варианте осуществления указанные средства регулирования выполнены с возможностью автоматического поддержания сопротивления затяжке воздушного тракта в пределах диапазона. Средства регулирования предпочтительно выполнены с возможностью автоматического поддержания сопротивления затяжке в пределах диапазона от примерно 75 мм вод. ст. до примерно 110 мм вод. ст., и более предпочтительно ― в пределах диапазона от примерно 80 мм вод. ст. до примерно 100 мм вод. ст. Диапазон RTD может быть задан с возможностью имитирования обычной сигареты с поджигаемым концом.

В контексте данного документа термин «сопротивление затяжке» относится к давлению, необходимому для принудительного пропускания воздуха через испытуемый объект по всей его длине со скоростью 17,5 мл/с при 22 градусах по Цельсию и 101 кПа (760 Торр); это давление обычно выражают в миллиметрах водного столба (мм вод. ст.) и измеряют согласно ISO 6565:2011.

Следует иметь в виду, что во время использования образующего аэрозоль устройства не может применяться стандартный способ по ISO 6565:2011 для измерения RTD. Поэтому указанные средства для определения RTD, предусмотренные в устройстве, калибруют, в отличие от способа по ISO 6565:2011, таким образом, чтобы они обеспечивали аппроксимацию реального RTD.

В дополнение к созданию более стабильных курительных ощущений у пользователя, благодаря возможности регулирования RTD устройства обеспечивается возможность регулирования количества образующего аэрозоль субстрата, которое переводится в аэрозольное состояние. Было обнаружено, что имеет место корреляция между RTD устройства и количеством образующегося аэрозоля. Кроме того, благодаря возможности регулирования RTD устройства, обеспечивается возможность регулирования размера капель аэрозоля. Было обнаружено, что имеет место корреляция между RTD устройства и размером капель образующегося аэрозоля. Например, это может повлиять на ощущения в полости рта от вдыхаемого аэрозоля.

Указанные средства регулирования могут содержать регулируемую конструкцию в воздушном тракте, и, в частности, это регулируемая конструкция может представлять собой регулируемую диафрагму. Указанное регулируемое сужение может представлять собой гибкий участок воздушного тракта, так что к этому гибкому участку может прикладываться внешнее усилие для инициирования регулируемого сужения в воздушном тракте. В случае, если указанное регулируемое сужение представляет собой регулируемую диафрагму, эта регулируемая диафрагма может представлять собой перегородку, ирисовую диафрагму или затвор. В предпочтительном варианте осуществления регулируемая диафрагма представляет собой ирисовую диафрагму. Ирисовая диафрагма может иметь подходящее число лепестков, например от 5 до 11 или более.

Образующая аэрозоль система с электрическим нагревом предпочтительно дополнительно содержит: источник питания для подачи питания на электрический нагреватель; электрические аппаратные средства, подключенные к источнику питания и электрическому нагревателю; и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электропитания от источника питания на электрический нагреватель.

Указанные средства для определения сопротивления затяжке предпочтительно содержат датчик давления. Датчик давления может представлять собой емкостной датчик, пьезоэлектрический датчик или электромагнитный датчик. В частности, может использоваться емкостной датчик, поскольку такие датчики наиболее пригодны для измерения низких давлений.

Сопротивление затяжке может быть определено на основе корреляции между выходным сигналом датчика давления и сопротивлением затяжке с использованием справочной таблицы или путем оценки полиномиальной формулы в зависимости от выходного сигнала датчика затяжки.

Средства для определения RTD воздушного тракта предпочтительно размещены дальше по ходу потока относительно указанной полости. Средства для регулирования RTD могут быть размещены раньше по ходу потока или дальше по ходу потока относительно указанной полости.

В контексте данного документа термин «дальше по ходу потока» используется для указания на направление воздушного потока от впускного воздушного отверстия до выпускного воздушного отверстия, а термин «раньше по ходу потока» обозначает направление, противоположное направлению «дальше по ходу потока». Таким образом, расположенный дальше по ходу потока конец образующего аэрозоль устройства представляет собой конец, на котором пользователь осуществляет затяжку, например мундштучный конец.

Указанное по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие может быть выполнено в любом месте раньше по ходу потока относительно указанной полости. В одном варианте осуществления указанное по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие выполнено в боковой стенке указанной полости. Устройство может содержать одно, два, три, четыре, пять или более впускных воздушных отверстий.

Указанное по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие выполнено на расположенном дальше по ходу потока конце указанного воздушного тракта. Устройство может содержать одно, два, три, четыре, пять или более впускных воздушных отверстий.

Контроллер предпочтительно выполнен с дополнительной возможностью управления указанными средствами регулирования, и эти средства регулирования являются электрически управляемыми. Контроллер предпочтительно выполнен с возможностью работы в качестве пропорционального контроллера. Иначе говоря, чем больше разность между определяемым RTD и целевым RTD, тем больше изменение, вносимое в указанные средства регулирования с целью компенсации. Таким образом, устройство меньше склонно к перерегулированию или недорегулированию целевых значений RTD, и благодаря этому обеспечивается возможность улучшения ощущений пользователя.

При использовании пользователь осуществляет затяжку на выпускном воздушном отверстии устройства. Благодаря сужениям в воздушном тракте образующего аэрозоль субстрата, указанных средствах для регулирования RTD и остальной части собственно воздушного тракта, на устройстве создается падение давления. Как описано выше, указанные средства для определения RTD калибруются с целью использования указанного падения давления для определения RTD. В зависимости от RTD, которое было определено, указанные средства регулирования регулируют воздушный тракт таким образом, чтобы поддерживать значение RTD на заданном уровне или в пределах заданного диапазона значений.

Контроллер может быть выполнен с возможностью определения сопротивления затяжке во время первой затяжки и автоматического управления указанными средствами регулирования между первой затяжкой и второй затяжкой для регулирования сопротивления затяжке при второй затяжке в зависимости от сопротивления затяжке, которое было определено при первой затяжке. Следует иметь в виду, что данный способ управления может быть реализован для каждой затяжки таким образом, чтобы предыдущая затяжка несла в себе информацию для следующей затяжки.

В контексте данного документа термин «затяжка» используется для ссылки на событие, состоящее в осуществлении пользователем затяжки на образующем аэрозоль устройстве. Каждая затяжка может длиться от примерно 1 секунды до примерно 3 секунд, и в одном примере она длится примерно 2 секунды. Во время использования пользователь может инициировать затяжку через интервалы, составляющие от примерно 20 секунд до примерно 60 секунд, и в одном примере пользователь инициирует затяжку через каждые 40 секунд.

Контроллер может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать возможность выбора пользователем одного из множества заданных значений RTD или диапазонов RTD. Указанное множество диапазонов может представлять собой первый диапазон, второй диапазон и третий диапазон, выбираемые пользователем на основе предпочтений пользователя. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности употребления одного и того же устройства как теми пользователями, кто предпочитает более высокое RTD, так и теми пользователями, кто предпочитает более низкое RTD. Указанный диапазон может представлять собой установленный диапазон погрешности вокруг заданного значения, например плюс или минус 5% от требуемого заданного значения.

В случае, если указанные средства регулирования представляют собой регулируемое сужение, и если RTD выше, чем требуемое значение, или выше, чем верхний предел диапазона, указанное сужение открывают. Если же RTD ниже, чем требуемое значение, или ниже, чем нижний предел диапазона, указанное сужение закрывают.

В альтернативном варианте осуществления образующее аэрозоль устройство содержит механически управляемый компенсированный по давлению проточный клапан, выполненный с возможностью поддержания расхода воздушного потока через указанный клапан в зависимости от разности давлений на этом клапане. Компенсированный по давлению проточный клапан содержит как средства для определения RTD, так и средства для регулирования RTD. Такой управляющий клапан предпочтительно содержит регулируемую диафрагму, средства регулирования, расположенные последовательно с компенсатором, и средства определения. Указанный компенсатор осуществляет автоматическое регулирование для изменения впускного и нагрузочного давлений и поддержания по существу постоянного расхода потока при указанных рабочих условиях. Таким образом, клапан данного типа имеет возможность создания по существу постоянного падения давления на участке от впускного воздушного отверстия до выпускного воздушного отверстия.

Механически управляемый компенсированный по давлению проточный клапан предпочтительно содержит пружину, такую как спиральная пружина, коэффициент жесткости которой задает разность давлений на клапане. Предпочтительно, чтобы мог быть доступен ряд пружин, каждая из которых имеет отличный от других коэффициент жесткости, для обеспечения пользователя рядом устройств, имеющих различные значения RTD.

Предпочтительно, электрический нагреватель расположен смежно по меньшей мере с одной стенкой, предпочтительно ― с боковой стенкой указанной полости. Электрический нагреватель может быть размещен по существу целиком вокруг периферии указанной полости. Дополнительно или в качестве альтернативны, электрический нагреватель может быть размещен на нижней стенке указанной полости. Указанная нижняя стенка представляет собой стенку, противоположную открытому концу полости для размещения образующего аэрозоль субстрата.

Электрический нагреватель может содержать один или более нагревательных элементов. Например, электрический нагреватель может содержать два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь или более нагревательных элементов.

Электрический нагреватель предпочтительно представляет собой нагреватель из фольги. Электрический нагреватель может представлять собой тонкопленочный нагреватель, такой как полиимидный нагреватель. Электрический нагреватель предпочтительно связан с внешней стенкой или стенками указанной полости.

Указанные один или более нагревательных элементов предпочтительно содержат электрорезистивный материал. Подходящие электрорезистивные материалы включают в себя, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (например такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают в себя легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают в себя титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают в себя нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железо- содержащие сплавы, суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal® и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композитных материалах указанный электрорезистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Примеры подходящих композитных нагревательных элементов раскрыты в US-A-5 498 855, WO-A-03/095688 и US-A-5 514 630.

Контроллер предпочтительно выполнен с возможностью поддержания рабочей температуры электрического нагревателя в диапазоне от примерно 180 градусов С до примерно 300 градусов С. В одном варианте осуществления устройство дополнительно содержит пользовательское устройство ввода, выполненное с возможностью приема данных о предпочтениях пользователя. В этом варианте осуществления контроллер выполнен с возможностью регулирования температуры электрического нагревателя в зависимости от данных, введенных пользователем. Контроллер может быть выполнен с возможностью приема двух, трех, четырех, пяти или более сигналов от устройства ввода, причем каждый сигнал соответствует определенному предпочтению пользователя. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью приема трех сигналов, соответствующих температурам электрического нагревателя, составляющим примерно 190 градусов С, примерно 200 градусов С и примерно 210 градусов С. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования температуры электрического нагревателя при любом другом наборе подходящих температур.

Контроллер может быть выполнен с возможностью непрерывной подачи питания на электрический нагреватель. В качестве альтернативы или дополнительно, устройство может дополнительно содержать детектор затяжки, выполненный с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжки на устройстве. Указанные средства для определения RTD предпочтительно выполнены дополнительно с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжки на устройстве, и таким образом они действуют также и в качестве детектора затяжки. Контроллер выполнен с возможностью подачи питания на электрический нагреватель, когда пользователь осуществляет затяжку на устройстве. В одном варианте осуществления контроллер выполнен с возможностью нагрева электрического нагревателя до первой температуры с последующей подачей дополнительного питания на электрический нагреватель в случае, если обнаружена затяжка, для повышения температуры до второй температуры. В дополнение, контроллер может быть выполнен лишь с возможностью управления указанными средствами регулирования при обнаружении затяжки.

Предпочтительно, контроллер представляет собой программируемый контроллер, например микроконтроллер, для управления работой электрического нагревателя и указанных средств для регулирования RTD воздушного тракта. В одном варианте осуществления контроллер может программироваться посредством программного обеспечения. В качестве альтернативны, контроллер может содержать специализированные аппаратные средства, такие как специализированная интегральная схема (ASIC), которые могут программироваться путем пользовательской настройки логических блоков в составе аппаратных средств для конкретного применения. Предпочтительно, электрические аппаратные средства содержат процессор. Дополнительно, электрические аппаратные средства могут содержать память для хранения информации о предпочтениях в отношении нагрева конкретных образующих аэрозоль субстратов, пользовательских предпочтениях, пользовательских привычках, связанных с курением, или другой информации. Предпочтительно, хранящаяся информация может обновляться и заменяться в зависимости от конкретных образующих аэрозоль субстратов, используемых с курительной системой. Также возможна загрузка информации из системы.

Образующее аэрозоль устройство предпочтительно содержит активируемый пользователем переключатель для включения питания, подаваемого на электрический нагреватель.

Нижняя стенка указанной полости, противоположная открытой стороне этой полости, может быть пористой или она может содержать впускное воздушное отверстие.

Образующее аэрозоль устройство может содержать мундштук, имеющий указанное по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие. В одном варианте осуществления, указанный мундштук расположен на ближнем конце устройства, а указанная полость расположена на дальнем конце. Таким образом увеличивается до максимума длина воздушного тракта, что может обеспечить возможность охлаждения аэрозоля до температуры, более подходящей для вдыхания пользователем.

Устройство предпочтительно содержит крышку для закрытия указанной полости во время использования устройства. Указанная крышка может удерживаться с помощью любых подходящих средств, таких как магниты, например неодимовые магниты, или с помощью винтовой резьбы. Указанная крышка может содержать указанное по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложена образующая аэрозоль система. Указанная система содержит образующее аэрозоль устройство, описанное в данном документе, и образующий аэрозоль субстрат, содержащий табак. Табак может представлять по меньшей мере одно из следующего: трубочный табак; резаный наполнитель; восстановленный табак; и гомогенизированный табак.

В контексте данного документа термин «образующий аэрозоль субстрат» используется для описания субстрата, способного при нагреве высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, образующиеся из образующих аэрозоль субстратов согласно настоящему изобретению, могут быть видимыми или невидимыми и могут содержать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии и при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать образователь аэрозоля. Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит: гомогенизированный табачный материал; образователь аэрозоля; и воду. Благодаря применению гомогенизированного табачного материала улучшается образование аэрозоля, содержание никотина и ароматический профиль. Это связано с тем, что процесс изготовления гомогенизированного табака включает в себя измельчение табачного листа, что обеспечивает возможность значительно более эффективного выделения никотина и ароматов при нагреве.

Гомогенизированный табачный материал предпочтительно обеспечивают в виде листов, которые: согнуты; гофрированы; или нарезаны на полосы. В особо предпочтительном варианте осуществления указанные листы нарезают на полосы, имеющие ширину от примерно 0,2 мм до примерно 2 мм, более предпочтительно ― от примерно 0,4 мм до примерно 1,2 мм. В одном варианте осуществления ширина указанных полос составляет примерно 0,9 мм.

В качестве альтернативы, гомогенизированный табачный материал может быть образован в виде сфер с использованием сферонизации. Средний диаметр указанных сфер предпочтительно составляет от примерно 0,5 мм до примерно 4 мм, более предпочтительно ― от примерно 0,8 мм до примерно 3 мм.

Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит: гомогенизированный табачный материал в количестве от примерно 55% до примерно 75% по весу; образователь аэрозоля в количестве от примерно 15% до примерно 25% по весу; и воду в количестве от примерно 10% до примерно 20% по весу.

Перед измерением параметров образцов образующего аэрозоль субстрата их кондиционируют в течение 48 часов при относительной влажности 50% и температуре 22 градуса С. Для определения содержания воды в гомогенизированном табачном материале используют метод Карла Фишера.

Образующий аэрозоль субстрат может дополнительно содержать ароматизатор в количестве от примерно 0,1% до примерно 10% по весу. Ароматизатор может представлять собой любой подходящий ароматизатор, известный из уровня техники, такой как ментол.

Листы гомогенизированного табачного материала для использования в настоящем изобретении могут быть образованы путем агломерирования табака в виде частиц, полученного путем помола или измельчения иным образом пластинок табачного листа и/или жилок табачного листа.

Листы гомогенизированного табачного материала для использования в настоящем изобретении могут содержать одно или более внутренних связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их комбинацию для поддержки агломерирования табака в виде частиц. В качестве альтернативы или дополнительно, листы гомогенизированного табачного материала для использования в настоящем изобретении могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их комбинации.

Подходящие внешние связующие для включения в листы гомогенизированного табачного материала для использования в настоящем изобретении известны из уровня техники и включают в себя, но без ограничения: смолы, например, такие как гуаровая смола, ксантановая смола, гуммиарабик и смола плодов рожкового дерева; целлюлозные связующие, например такие, как гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, метилцеллюлоза и этилцеллюлоза; полисахариды, например такие, как крахмал; органические кислоты, такие как альгиновая кислота; соли оснований, сопряженных с органическими кислотами, такие как альгинат натрия, агар и пектины 30; и их комбинации.

Из уровня техники известно несколько процессов производства листов гомогенизированного табачного материала. Они включают в себя, но без ограничения: бумагоделательные процессы того типа, который описан, например, в US-A-3 860 012; процессы литья или получения «литых листов», описанные, например, в US-A-5 724 998; процессы восстановления тестообразной массы, описанные, например, в US-A-3 894 544; и процессы экструзии, описанные, например, в GB-A-983 928. Как правило, плотности листов гомогенизированного табачного материала, изготовленных с помощью процессов экструзии и процессов восстановления тестообразной массы, составляют выше, чем плотности листов гомогенизированных табачных материалов, изготовленных с помощью процессов литья.

Листы гомогенизированного табачного материала для использования в настоящем изобретении предпочтительно получают с использованием процессов литья того типа, которые обычно включают в себя литье суспензии, содержащей дисперсный табак и одно или более связующих, на конвейерной ленте или другой опорной поверхности, сушку отлитой суспензии для образования листа гомогенизированного табачного материала и съем листа гомогенизированного табачного материала с указанной опорной поверхности.

Гомогенизированный табачный листовой материал может быть изготовлен с использованием различных типов табака. Например, табачный листовой материал может быть образован с использованием табаков из нескольких различных сортов табака или табака из различных участков табачного растения, таких как листья или стебли. После обработки лист имеет стабильные свойства и гомогенизированный аромат. Может быть изготовлен единственный лист гомогенизированного табачного материала, имеющий конкретный аромат. Для получения продукта с другим ароматом необходимо изготовить другой табачный листовой материал. Некоторые ароматы, которые получают путем смешения большого количества различных измельченных табаков в обычной сигарете, могут быть трудны для воссоздания в единственном гомогенизированном табачном листе. Например, табаки сорта Virginia и табаки сорта Burley могут нуждаться в обработке разными способами для оптимизации их индивидуальных ароматов. Возможна ситуация, когда в единственном листе гомогенизированного табачного материала невозможно воссоздать конкретную смесь табаков сорта Virginia и сорта Burley. По этой причине пакетик может содержать первый гомогенизированный табачный материал и второй гомогенизированный табачный материал. Посредством объединения двух различных листов табачного материала в одном пакетике могут быть созданы новые смеси, которые было бы невозможно получить с помощью единственного листа гомогенизированного табака.

Образователь аэрозоля предпочтительно содержит по меньшей мере один многоатомный спирт. В предпочтительном варианте осуществления образователь аэрозоля содержит по меньшей мере одно из следующего: триэтиленгликоль; 1,3-бутандиол; пропиленгликоль; и глицерин.

Любой признак в одном аспекте настоящего изобретения может быть применен к другим аспектам настоящего изобретения в любой подходящей комбинации. В частности, аспекты способа могут быть применены к аспектам устройства, и наоборот. Более того, любые, некоторые и/или все признаки в одном аспекте могут быть применены к любым, некоторым и/или всем признакам в любом другом аспекте в любой подходящей комбинации.

Также следует иметь в виду, что отдельно взятые комбинации различных признаков, описанных и определенных в любых аспектах настоящего изобретения, могут быть реализованы и/или предоставлены и/или использованы независимо.

Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан схематичный чертеж образующего аэрозоль устройств согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 показаны четыре альтернативных ирисовых диафрагмы, подходящих для использования в устройстве по фиг. 1; и

на фиг. 3 показана блок-схема способа управления образующим аэрозоль устройством по фиг. 1.

Как показано на фиг. 1, образующее аэрозоль устройство 100 содержит полость 102 для размещения образующего аэрозоль субстрата, крышку 104 для закрытия полости 102, источник 106 питания, контроллер 108, электрический нагреватель 110 и мундштук 112. Устройство дополнительно содержит впускное воздушное отверстие 114, выполненное в крышке 104, выпускное воздушное отверстие 116, выполненное в мундштуке 112, и воздушный тракт 115, проходящий от впускного воздушного отверстия до выпускного воздушного отверстия через полость 102. Стрелками показан поток воздуха, протекающий по воздушному тракту 115. Устройство дополнительно содержит датчик 118 давления, выполненный с возможностью измерения изменения давления воздуха в воздушном тракте 115 во время использования устройства. Датчик 118 давления размещен на расположенном дальше по ходу потока конце устройства, смежно с мундштучным концом. Предусмотрены также электрически управляемые средства 120 для регулирования сопротивления затяжке устройства. Средства 120 регулирования размещены внутри воздушного тракта 115, дальше по ходу потока относительно полости 102. Мундштук может быть извлечен для чистки или замены в случае необходимости.

Контроллер 108 выполнен с возможностью подачи питания на электрический нагреватель 110 от источника 106 питания с целью нагрева образующего аэрозоль субстрата до рабочей температуры. Как можно видеть, электрический нагреватель размещен вокруг периферии указанной полости для того, чтобы улучшить теплопередачу от нагревателя к стенке указанной полости и далее ― к образующему аэрозоль субстрату.

Устройство может дополнительно содержать активируемый пользователем переключатель (не показан) для активации устройства.

При использовании пользователь вставляет образующий аэрозоль субстрат внутрь полости 102, возвращает на место крышку 104 с целью закрытия полости и затем активирует устройство. Затем контроллер подает питание на электрический нагреватель, чтобы повысить температуру образующего аэрозоль субстрата до рабочей температуры. В одном примере рабочая температура составляет примерно 200 градусов С.

Когда образующий аэрозоль субстрат достигает рабочей температуры, пользователь осуществляет затяжку на мундштуке, воздух втягивается через устройство из впускного воздушного отверстия 114 через полость 102, через средства 120 регулирования вдоль участка воздушного тракта 115, смежного с источником 106 питания, и выходит через выпускное воздушное отверстие 116 в мундштуке 112.

Образующий аэрозоль субстрат в полости 102 и воздушный тракт 115 обеспечивают сопротивление затяжке, ощущаемое пользователем во время осуществления затяжки на мундштуке. Составляющая сопротивления затяжке, обусловленная воздушным трактом, может быть измерена, и она не будет существенно изменяться при переходе от одного сеанса использования к другому или во время отдельного использования. Однако составляющая сопротивления затяжке, обусловленная образующим аэрозоль субстратом внутри полости 102, будет зависеть от многих факторов, контролируемых лишь пользователем, и, в частности, от количества табака, размещенного в указанной полости, и от того, насколько сильно пользователь сжимает табак при его размещении в указанной полости. Для решения данной проблемы и обеспечения стабильного сопротивления затяжке для пользователя между сеансами использования, средства 120 регулирования выполнены с возможностью автоматического регулирования RTD во время использования.

Как показано на фигурах 2, средства регулирования в данном примере представляют собой ирисовую диафрагму 200а, 200b, 200c, 200d. Ирисовая диафрагма 200 может иметь любо подходящее число лепестков 202а, 202b, 202c, 202d, имеющих любую желаемую форму. Как можно видеть, форма отверстия, образованного ирисовой диафрагмой, зависит от формы лепестков 202. Ирисовая диафрагма 200 дополнительно содержит двигатель (не показан), такой как шаговый двигатель, выполненный с возможностью открытия и закрытия ирисовой диафрагмы по мере необходимости. Следует иметь в виду, что ирисовая диафрагма обеспечивает регулируемое сужение внутри воздушного тракта 115, которое может использоваться для регулирования RTD устройства.

На фиг. 3 показана блок-схема способа управления, осуществляемого контроллером 108. При использовании пользователь активирует устройство на этапе 300 либо путем активации переключателя, при его наличии, либо путем осуществления затяжки на мундштуке. Если переключатель не предусмотрен, указанный датчик давления выполняют с возможностью функционирования в качестве детектора затяжки для определения осуществления пользователем затяжки на устройстве.

На этапе 302, когда пользователь осуществляет затяжку на устройстве, с помощью датчика 118 давления измеряют давление воздуха в воздушном тракте 115. Контроллер 108 принимает выходной сигнал датчика давления и определяет RTD при первой затяжке в зависимости от указанного сигнала измеренного давления.

На этапе 304 контроллер 108 в одном примере определяет RTD при первой затяжке на основе корреляции между выходным сигналом датчика давления и RTD с использованием справочной таблицы. Указанную справочную таблицу генерируют путем калибровки выходных сигналов датчика давления в зависимости от изменяемого RTD с использованием вышеописанного стандартного способа измерения RTD по ISO 6565:2011.

На этапе 306 контроллер сравнивает значение RTD, которое было определено при первой затяжке, и заданный диапазон значений RTD. В одном примере указанный заданный диапазон значений RTD составляет от примерно 80 мм вод. ст. до примерно 100 мм вод. ст. Если значение RTD находится в пределах указанного диапазона, возвращаются к этапу 302 способа и измеряют давление воздуха в воздушном тракте для следующей затяжки. Регулирование для изменения RTD устройства не осуществляют. Если же RTD, которое было определено, находится вне указанного диапазона, переходят к этапу 308 способа.

На этапе 308 контроллер подает на средства 120 регулирования сигнал для регулирования воздушного тракта с целью изменения RTD при следующей затяжке. Этот процесс происходит между затяжками. Если значение RTD, которое было определено, лежит ниже нижней границы указанного диапазона, контроллер подает на средства 120 регулирования сигнал для дальнейшего сужения воздушного тракта. Если значение RTD, которое было определено, лежит выше верхней границы указанного диапазона, контроллер подает на средства 120 регулирования сигнал для уменьшения степени сужения воздушного тракта. Затем возвращаются к этапу 302 способа для измерения давления воздуха в воздушном тракте при следующей затяжке и таким образом образуют контур обратной связи для автоматического регулирования RTD устройства.

Изобретение относится к образующему аэрозоль устройству с электрическим нагревом, такому как курительное устройство. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом содержит внешний корпус, имеющий полость для размещения образующего аэрозоль субстрата; электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева образующего аэрозоль субстрата в указанной полости с целью образования аэрозоля; по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие; по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие; воздушный тракт, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного воздушного отверстия через указанную полость до указанного по меньшей мере одного выпускного воздушного отверстия; средства для определения сопротивления затяжке указанного воздушного тракта; и средства для автоматического регулирования сопротивления затяжке указанного воздушного тракта в зависимости от определенного сопротивления затяжке. Техническим результатом изобретения является снижение нестабильности сопротивления затяжке образующего аэрозоль устройства как во время отдельного использования, так и между сеансами использования. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом, содержащее:

внешний корпус, имеющий полость для размещения образующего аэрозоль субстрата;

электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагрева образующего аэрозоль субстрата в указанной полости с целью образования аэрозоля;

по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие;

по меньшей мере одно выпускное воздушное отверстие;

воздушный тракт, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного воздушного отверстия через указанную полость до указанного по меньшей мере одного выпускного воздушного отверстия;

средства для определения сопротивления затяжке указанного воздушного тракта; и

средства для автоматического регулирования сопротивления затяжке указанного воздушного тракта в зависимости от определенного сопротивления затяжке.

2. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 1, в котором указанные средства регулирования выполнены с возможностью поддержания сопротивления затяжке указанного воздушного тракта в пределах диапазона.

3. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 2, в котором указанный диапазон сопротивления затяжке составляет от примерно 80 мм вод. ст. до примерно 100 мм вод. ст.

4. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по пп. 1, 2 или 3, в котором указанные средства регулирования содержат регулируемую диафрагму.

5. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 4, в котором регулируемая диафрагма представляет собой ирисовую диафрагму.

6. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее: источник питания для подачи питания на электрический нагреватель; электрические аппаратные средства, соединенные с источником питания и электрическим нагревателем; и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электропитания от указанного источника питания на электрический нагреватель.

7. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 6, в котором указанные средства для определения сопротивления затяжке содержат датчик давления.

8. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 7, в котором сопротивление затяжке определено на основе корреляции между выходным сигналом датчика давления и сопротивлением затяжке с использованием справочной таблицы или путем оценки полиномиальной формулы в зависимости от выходного сигнала датчика давления.

9. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по пп. 6, 7 или 8, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления указанными средствами регулирования, а указанные средства регулирования являются электрически управляемыми.

10. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 9, в котором контроллер выполнен с возможностью определения сопротивления затяжке во время первой затяжки и автоматического управления указанными средствами регулирования между первой затяжкой и второй затяжкой с целью регулирования сопротивления затяжке при второй затяжке в зависимости от сопротивления затяжке, которое было определено при первой затяжке.

11. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее механически управляемый компенсированный по давлению проточный клапан, выполненный с возможностью поддержания расхода воздушного потока через указанный клапан в зависимости от разности давлений на этом клапане.

12. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по п. 11, в котором указанный механически управляемый компенсированный по давлению проточный клапан содержит пружину, коэффициент жесткости которой задает разность давлений на этом клапане.

13. Образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по любому из предыдущих пунктов, в котором электрический нагреватель размещен смежно с по меньшей мере одной стенкой указанной полости.

14. Образующая аэрозоль система с электрическим нагревом, содержащая: образующее аэрозоль устройство с электрическим нагревом по любому из предыдущих пунктов; и образующий аэрозоль субстрат, содержащий табак.

15. Образующая аэрозоль система с электрическим нагревом по п. 14, в которой табак представляет собой по меньшей мере одно из следующего: трубочный табак, резаный наполнитель; восстановленный табак; и гомогенизированный табак.