Настоящее изобретение относится к способу управления электрически нагреваемой системой, генерирующей аэрозоль. Настоящее изобретение относится к электронагреваемой системе, генерирующей аэрозоль, и способу управления образованием аэрозоля в электронагреваемой системе, генерирующей аэрозоль.
В обычных системах, генерирующих аэрозоль, таких как электронные сигареты, вещество, генерирующее аэрозоль, такое как жидкость для электронных сигарет, испаряется посредством электрического нагревателя. Аэрозоль впоследствии вдыхается пользователем. Для испарения образующего аэрозоль вещества может использоваться электрический нагреватель. Когда пользователь осуществляет затяжку на генерирующей аэрозоль системе, электрическая энергия передается на электрический нагреватель для нагрева электрического нагревателя. Электрический нагреватель выполнен с возможностью испарения образующего аэрозоль вещества при нагреве. Управление температурой нагревателя может осуществляться путем регулирования напряжения, подаваемого на нагреватель, если постоянный ток протекает через нагреватель. Также известно, что электрическое сопротивление электрического нагревателя зависит от температуры электрического нагревателя. Таким образом, для регулирования температуры электрического нагревателя электрическое сопротивление электрического нагревателя может быть определено посредством блока управления на основе измеренного напряжения, приложенного к нагревателю. Для нагрева электрического нагревателя до заданной температуры определяется электрическое сопротивление электрического нагревателя и возможность управления протеканием электрической мощности в направлении электрического нагревателя на основе определенного электрического сопротивления электрического нагревателя.
Электрический нагреватель может быть обеспечен в виде картриджа отдельно от источника питания, причем картридж содержит электрический нагреватель и образующее аэрозоль вещество. Когда картридж соединен с блоком питания, который может содержаться в главном теле, контакты в основной части предусмотрены для контакта с электрическим нагревателем. Компоненты, подобные контактам, могут образовывать паразитные сопротивления. Вследствие этих паразитных сопротивлений электропитание, эффективно передаваемое на электрический нагреватель, может отличаться в разных картриджах или образцах. Данное изменение сопротивления не может быть определено в традиционных системах, которые измеряют напряжение между контактами или определяют электрическое сопротивление между контактами. В частности, когда нагревательный элемент электрического нагревателя имеет очень низкое значение сопротивления, паразитные сопротивления становятся незначительными. Следовательно, паразитные сопротивления могут влиять на передаваемую электроэнергию на нагревательный элемент электрического нагревателя, приводя к изменениям в генерировании аэрозоля между различными образцами/картриджами.
Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в создании системы, генерирующей аэрозоль, которая обеспечивает возможность постоянного нагрева электрического нагревателя.
Эта задача решается за счет объекта, изложенного в независимых пунктах формулы изобретения. В связи с этим, настоящее изобретение предлагает систему, генерирующую аэрозоль, которая содержит электрический нагреватель и пару первых контактов для подачи электропитания на электрический нагреватель. Система дополнительно содержит пару вторых контактов, независимо находящихся в контакте с электрическим нагревателем для измерения напряжения между вторыми контактами.
Благодаря обеспечению двух дополнительных контактов, например, пара вторых контактов, можно измерить напряжение между вторыми контактами. Поскольку вторые контакты предусмотрены в контакте с электрическим нагревателем, обеспечивается возможность непосредственного измерения напряжения на электрическом нагревателе. В связи с этим вторые контакты предпочтительно непосредственно контактируют с нагревательным элементом электрического нагревателя. Вторые контакты независимо друг от друга, и это означает, что они раздельно контактируют с электрическим нагревателем. Первые контакты и вторые контакты могут быть выполнены электрически изолированными друг от друга, чем контакты, контактирующие с электрическим нагревателем. Таким образом, первые два контакта, т. е. пара первых контактов, все еще используются для передачи электропитания на электрический нагреватель, но вторые контакты обеспечивают возможность измерения напряжения на нагревательном элементе электрического нагревателя с более высокой точностью. Вторые контакты выполняют функцию профилирующих контактов, так что паразитные сопротивления не влияют на измерение напряжения на нагревательном элементе электрического нагревателя.
В связи с этим следует отметить, что ток, протекающий через электрический нагреватель, обеспечивается по существу только первым контактным лицам и по существу не протекает ток через электрический нагреватель вторыми контактами. Вторые контакты используются лишь для измерения напряжения. Благодаря пониманию тока, который протекает через электрический нагреватель, а также напряжения на электрическом нагревателе с высокой точностью, обеспечивается возможность оптимального регулирования электрической мощности, подаваемой к электрическому нагревателю.
Вторые контакты могут быть предоставлены в любой подходящей форме. Вторые контакты могут быть предусмотрены в виде пара, содержащего упругий фиксатор зажима и пружинный контакт. Вторые контакты могут быть получены двумя контактными поверхностями, которые смещены друг к другу. Вторые контакты могут быть предусмотрены в виде пружинных штифтов или микропружинных штифтов для безопасного и непосредственного контакта с нагревательным элементом электрического нагревателя. Кроме того, вторые контакты могут иметь высокие значения сопротивления контакта, так что напряжение на нагревательном элементе электрического нагревателя может быть измерено с высокой точностью, в то время как ток, протекающий через вторые контакты и нагревательный элемент электрического нагревателя, пренебрежимо мал. Контактное сопротивление между одним из вторых контактов и нагревательным элементом может составлять от 0 до 100 Ом, от 0 до 20 Ом, от 0 Ом до 2 Ом и от 0,005 до 0,2 Ом.
Электроды электрического нагревателя могут быть покрыты листом олова. Электроды могут быть также покрыты другим материалом, предпочтительно проводящим материалом, таким как металлический лист. Теплопроводный материал может также представлять собой медь, золото, серебро или любую комбинацию этих материалов. Теплопроводный материал может быть обеспечен в виде покрытия из одного или нескольких из предыдущих материалов.
Первые контакты могут быть выполнены в форме лезвий для лезвий, выполненных с возможностью оптимизации области контакта с электродами. Лист, который покрывает электроды, а также контакты пластины, определяют контактные зоны, которые могут потенциально создавать паразитные сопротивления. В связи с этим общее электрическое сопротивление электрического нагревателя может содержать электрическое сопротивление контактов пластины, контактные зоны между контактами пластины и листовыми поверхностями олова, электрическое сопротивление листа олова и контактные зоны между листом олова и нагревательным элементом электрического нагревателя. Таким образом, паразитные сопротивления могут варьироваться между различными образцами/картриджами по меньшей мере частично вследствие этой конфигурации. Предоставление вторых контактов, находящихся в непосредственном контакте с нагревательным элементом, может позволить правильно определить напряжение на нагревательном элементе. Подача электропитания на электрический нагреватель может быть отрегулирована таким образом, чтобы обеспечить возможность достижения стабильной температуры нагревательного элемента электрического нагревателя. В этом отношении температура нагревательного элемента электрического нагревателя зависит от электрической мощности, протекающей через нагревательный элемент. Такое соотношение может храниться в таблице преобразования (LUT). Таким образом, при прямом измерении напряжения на нагревательном элементе с использованием вторых контактов, обеспечивается возможность регулирования подачи электрической мощности на электрический нагреватель с использованием справочной таблицы таким образом, чтобы нагревательный элемент нагрелся до требуемой температуры.
Система, генерирующая аэрозоль, может управляться таким образом, чтобы к нагревательному элементу предоставлялась постоянная энергия. С этой целью падение напряжения над нагревательным элементом определяется посредством использования вторых контактов. Подача электропитания на электрический нагреватель может быть подана до определенной заданной мощности целевой.
Мощность целевой может регулироваться в зависимости от электронной схемы путем изменения коэффициента заполнения источника напряжения на нагреватель. Мощность целевой также может регулироваться путем изменения уровня напряжения на нагревателе в случае, если напряжение является постоянным. В обоих случаях путем получения тока через первую пару контактов и с измерением напряжения на второй паре контактов может быть вычислено точное сопротивление нагревательного элемента и может быть точно отрегулировано питание.
Дополнительно, электрическое сопротивление нагревательного элемента может быть определено с высокой точностью с использованием измеренного напряжения. Более подробно, сопротивление нагревательного элемента может быть вычислено по следующей первой формуле:
(1)
где Rсетка обозначает электрическое сопротивление нагревательного элемента, Vсетка обозначает напряжение на нагревательном элементе электрического нагревателя. Vсетка может быть измерено путем измерения напряжения между вторыми контактами. I обозначает электрический ток, протекающий через нагревательный элемент электрического нагревателя, и может быть измерен с помощью обычных средств или быть постоянным. Общее паразитное сопротивление может быть вычислено с использованием следующей второй формулы:
(2)
Во второй формуле Rчелт обозначает общее паразитное сопротивление, Rлопатка обозначает паразитное сопротивление лезвия пластины, Rлезвие–олово обозначает паразитное сопротивление зоны контакта между контактом пластины и листом олова, RОлово обозначает паразитное сопротивление листа олова, RОлово–сетка обозначает паразитное сопротивление контактной зоны между листом олова и нагревательным элементом электрического нагревателя и Vлопатка обозначает напряжение между первыми контактами, которое может быть обеспечено в виде лезвий.
С помощью данных составов можно определить паразитное сопротивление. Электрическое сопротивление нагревательного элемента электрического нагревателя также может быть определено. Материал может использоваться для нагревательного элемента, электрическое сопротивление которого зависит от температуры нагревательного элемента. Поскольку электрическое сопротивление нагревательного элемента может быть определено с использованием измеренного напряжения на нагревательном элементе, как описано выше, подача электрической мощности на электрический нагреватель может регулироваться на основе определенного электрического сопротивления нагревательного элемента. Корреляция между электрическим сопротивлением нагревательного элемента и температурой нагревательного элемента может быть сохранена в справочной таблице. Подача электропитания на электрический нагреватель может быть отрегулирована с использованием этой таблицы поиска таким образом, чтобы нагревательный элемент нагрелся до требуемой температуры.
Как описано выше, контактные зоны вторых контактов могут быть расположены в непосредственном контакте с нагревательным элементом электрического нагревателя. В альтернативном варианте осуществления контактная зона вторых контактов также может быть предусмотрена в косвенном контакте с нагревательным элементом. Контактные зоны вторых контактов могут быть предоставлены ниже или за пределы контактных зон первых контактов. В таком варианте осуществления вторые контактные зоны не находятся в непосредственном контакте с нагревательным элементом, но соединены с нагревательным элементом через первые контактные зоны.
В этой конфигурации вторые контакты обеспечивают за пределами основного пути тока нагрева, и таким образом обеспечивается возможность более точного определения напряжения.
В зависимости от конструкции нагревательного элемента сопротивление от олова до сетки может быть почти нулевым, а также сопротивлением олова. Для данного случаяОлово–сетка и RОлово пренебрегая вышеуказанным уравнением. Этот случай идентичен варианту осуществления, в котором обе пары контактов и вторая пара контактов контактируют с листом олова. В таких случаях нет необходимости в обеспечении вторых зон контакта на непокрытой плотной ячеистой области. Соответственно, в таких вариантах осуществления полная область электродов может быть покрыта листом олова, что упрощает изготовление электрического нагревателя.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать блок управления и источник питания, такой как батарея. Модуль управления может быть частью или конфигурацией в виде электрической схемы. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на электрический нагреватель. Питание может подаваться на электрический нагреватель непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, на основании затяжек. Питание может подаваться на электрический нагреватель в виде импульсов электрического тока.
Блок питания может представлять собой батарею. В качестве альтернативы, блок питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Батарея может быть частью основной части. Основной корпус может содержать корпус, в котором размещены источник питания и первый и второй контакты. Источник питания может требовать перезарядки и может обладать емкостью, позволяющей накапливать достаточно энергии для одного или более сеансов. Например, блок питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя.
После обнаружения наличия паразитных сопротивления с помощью блока управления блок управления может увеличить поток электроэнергии от источника питания на электрический нагреватель таким образом, чтобы температура электрического нагревателя достигла заданной температуры. Кроме того, благодаря знанию наличия паразитных сопротивлений, могут быть улучшены другие признаки системы, такие как измерение электрического сопротивления для определения пустого состояния картриджа. В связи с этим электрическое сопротивление нагревательного элемента электрического нагревателя может изменяться на основании наличия образующего аэрозоль вещества. Кроме того, обеспечивается возможность улучшения точности элемента безопасности для прекращения нагрева на основе электрического сопротивления нагревательного элемента электрического нагревателя. В связи с этим, если определено, что электрическое сопротивление нагревательного элемента электрического нагревателя является слишком низким или слишком высоким, может быть обнаружено нарушение электрического параметра электрического нагревателя и, следовательно, работа электрического нагревателя может быть прекращена.
Соответственно, модуль управления может быть выполнен с возможностью предотвращения или авторизации нагрева нагревательного элемента на основе измеренных значений напряжения. Модуль управления может дополнительно быть выполнен с возможностью оповещения пользователя, является ли соединение между блоком управления электронными средствами и нагревательным элементом оптимальным. В случае, если соединение не оптимально, может быть создан соответствующий сигнал, который может предлагать пользователю проверить доступные соединения системы.
Образующий аэрозоль субстрат представляет собой субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагревании. Субстрат, образующий аэрозоль, может альтернативно содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Веществом для образования аэрозоля является любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые в ходе использования способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля, и которые по существу являются устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно–, ди– или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно–, ди– или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Вещества для образования аэрозоля могут представлять собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3–бутандиол и глицерин. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Концентрация никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например, приблизительно 2%.
Генерирующая аэрозоль система может быть выполнена в виде двухкомпонентной системы, содержащей картридж и генерирующее аэрозоль устройство. Картридж может содержать вещество, генерирующее аэрозоль, и электрический нагреватель, тогда как устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый и второй контакты. Если предусмотрены блок управления и источник питания, эти элементы также содержатся в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Отверстие может быть любого подходящего размера и любой формы. Например, картридж может быть по существу цилиндрическим. Например, поперечное сечение нагревательной части может быть по существу круглым, эллиптическим, квадратным или прямоугольным. Картридж может содержать кожух. Корпус может содержать основание и одну или несколько боковых стенок, проходящих от основания. Основание и одна или несколько боковых стенок могут быть образованы как единое целое. Основание и одна или несколько боковых стенок могут быть отдельными элементами, которые присоединены или прикреплены друг к другу. Корпус может представлять собой жесткий корпус. В контексте настоящего документа термин «жесткий корпус» означает корпус, который является самонесущим. Жесткий корпус части для хранения может обеспечивать возможность механической поддержки электрического нагревателя. Корпус может содержать одну или более гибких стенок. Гибкие стенки могут быть выполнены с возможностью приспосабливания к объему жидкого субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения жидкости. Корпус части для хранения жидкости может содержать любой подходящий материал. Часть для хранения жидкости может содержать по существу непроницаемый для жидкости материал. Корпус части для хранения жидкости может содержать прозрачную или светопроницаемую часть, таким образом, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части для хранения жидкости, может быть виден пользователю через корпус. Часть для хранения может быть выполнена таким образом, что субстрат, образующий аэрозоль, удерживаемый в части для хранения, защищен от окружающего воздуха. Часть для хранения может быть выполнена таким образом, что субстрат, образующий аэрозоль, хранящийся в части для хранения, защищен от света. Это может уменьшить риск деградации субстрата и может поддерживать высокий уровень гигиены.
Картридж может быть по существу уплотнен. Картридж может содержать одно или несколько полуоткрытых впускных отверстий. Это может позволить окружающему воздуху поступать в картридж. Одно или несколько полуоткрытых впускных отверстий могут быть полупроницаемыми мембранами или обратными клапанами, проницаемыми настолько, чтобы делать возможным поступление окружающего воздуха внутрь части для хранения жидкости, и непроницаемыми настолько, чтобы по существу предотвращать выход воздуха и жидкости, находящихся внутри части для хранения жидкости, из части для хранения жидкости. Одно или несколько полуоткрытых отверстий могут предоставлять возможность воздуху проходить внутрь части для хранения жидкости при определенных условиях. Впускные отверстия могут быть уплотнены эластомерной перегородкой для обеспечения повторного заполнения картриджа. Для того, чтобы повторно заправить резервуар для жидкости, мембрану прокалывают иглой и впрыскивают жидкость с помощью иглы в резервуар для жидкости.
Картридж также может быть выполнен в виде одноразового расходного материала. В этом случае между контактами расходного материала и устройства может присутствовать пыль, е–жидкость или любой изоляционный материал, когда пользователь штранг в расходном материале. Такое наличие неточного материала может значительно увеличить паразитное сопротивление системы, что приводит к очень низкому генерированию аэрозоля, поскольку питание на расходном материале будет немного снижено. Таким образом, модуль управления может быть использован для определения того, не является ли расходуемый элемент надлежащим образом штрангом или на месте. Кроме того, система может также определять, что любые электронные контакты между нагревателем и источником питания разрушены или что нагревательный элемент поврежден. В этих случаях обнаружено слишком высокое контактное сопротивление между нагревательным элементом и источником питания.
Для всех этих случаев блок управления может вступать в реакцию путем регулировки питания или даже может предотвращать работу системы, если причина неисправности рассматривается как угроза безопасности. Также, если надлежащая функциональность не может быть гарантирована или плохая работа системы может быть устранена, блок управления может предотвратить работу системы.
Нагреватель для примера может представлять собой нагреваемую катушку, нагреваемый капилляр, нагреваемую сетку или нагреваемую металлическую пластину. Нагревательный элемент может также представлять собой пластину, которая штампована или химически травлена с любыми конкретными геометрическими свойствами и сопротивлениями. Нагревательный элемент может также содержать проводящие дорожки, напечатанные на изолирующем контуре. Нагретая металлическая пластина может представлять собой изогнутый нагреватель или спиральный нагреватель. Нагреватель для примера может представлять собой резистивный нагреватель, который получает электропитание и преобразовывает по меньшей мере часть полученного электропитания в тепловую энергию. Предпочтительно, нагревательный элемент обеспечен в виде сетчатого нагревателя с низким электрическим сопротивлением от 0,1 Ом до 10 Ом, предпочтительно от 0,3 Ом до 5 Ом, и более предпочтительно 1 Ом. Нагревательный элемент электрического нагревателя может также быть обеспечен в виде лезвия. Нагреватель может содержать только один нагревательный элемент или несколько нагревательных элементов. Температурой нагревательного элемента или элементов предпочтительно управляют посредством блока управления. Два электрода электрического нагревателя могут быть выполнены в виде проводящего листа поверх противоположных внешних областей нагревательного элемента. Эти области могут быть выполнены в виде плотных участков сетки с плотностью сетки, которая может быть выше плотности сетки центральной области нагревательного элемента, причем эта центральная область нагревательного элемента может быть выполнена в виде сетчатого элемента. Более высокая плотность сетки обозначает меньший размер сетки. Плотная сетка может образовывать более плоскую контактную область. Кроме того, переходная поверхность может быть предусмотрена, например, путем предоставления градиента плотности сетки из нитей, образующей нагревательный элемент, таким образом, чтобы можно было достичь плавного перехода распределения энергии по сетке. Электрический нагреватель может быть выполнен так, как раскрыто в EP 16172196.6, который раскрыт в данном документе.
Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, никель–, кобальт–, хром–, алюминий–, титан–, цирконий–, гафний–, ниобий–, молибден–, тантал–, вольфрам–, олово–, галлий–, марганец– и железосодержащие сплавы, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal® и сплавы на основе железа–марганца–алюминия. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть необязательно 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 композиционных нагревательных элементов раскрыты в документах US–A–5498855, WO–A–03/095688 и US–A–5514630.
Для активации электрического нагревателя может быть предусмотрена система обнаружения затяжек. Система обнаружения затяжек может быть обеспечена в виде датчика, который, в свою очередь, может быть выполнен в виде датчика воздушного потока, способного измерять скорость воздушного потока. Скорость потока воздуха является параметром, характеризующим количество воздуха, втягиваемого через путь потока воздуха системы, генерирующей аэрозоль, пользователем на единицу времени. Инициирование затяжки может быть обнаружено датчиком воздушного потока, если величина воздушного потока превысила заданное пороговое значение. Инициация также может быть зарегистрирована при активации пользователем кнопки.
Датчик также может быть выполнен в виде датчика давления для измерения давления воздуха внутри системы, генерирующей аэрозоль, который втягивается через путь потока воздуха системы пользователем во время затяжки. Датчик может быть выполнен с возможностью измерения разности давления или падения давления между давлением воздуха окружающей среды снаружи системы, генерирующей аэрозоль, и воздуха, который пользователь втягивает через систему. Давление воздуха может быть зарегистрировано на впускном отверстии для воздуха, предпочтительно полуоткрытом впускном отверстии, на мундштучном конце системы, в камере, образующей аэрозоль, или в любом другом проходе или камере в системе, генерирующей аэрозоль, через которую течет воздух. Когда пользователь осуществляет затяжку на системе, генерирующей аэрозоль, внутри системы образуются отрицательное давление или вакуум, при этом отрицательное давление может быть зарегистрировано датчиком давления. Под термином «отрицательное давление» следует понимать относительное давление относительно давления воздуха окружающей среды. Другими словами, когда пользователь осуществляет затяжку на системе, воздух, втягиваемый через систему, имеет давление, которое ниже, чем давление воздуха окружающей среды снаружи системы. Инициация затяжки может быть зарегистрирована датчиком давления, если разность давления превышает заданное пороговое значение.
Настоящее изобретение относится также к способу управления подачей электрической мощности на электрический нагреватель в образующей аэрозоль системе, при этом способ включает следующие этапы:
i) предоставление системы, генерирующей аэрозоль, содержащей электрический нагреватель, пару первых контактов для подачи электропитания на электрический нагреватель и пару вторых контактов, независимо находящихся в контакте с электрическим нагревателем для измерения напряжения между вторыми контактами,
ii) подачу электропитания на электрический нагреватель через первые контакты,
iii) получения значения тока, который протекает между двумя первыми электродами, и
iv) измерение напряжения между двумя вторыми контактами, контактирующими с электрическим нагревателем.
v) управления подачей электрической мощности на электрический нагреватель на основе измеренного напряжения.
Настоящее изобретение относится также к картриджу для генерирующей аэрозоль системы, содержащему вещество, генерирующее аэрозоль, и электрический нагреватель, причем электрический нагреватель включает элемент нагревателя и два электрода, и при этом электроды выполнены с возможностью контакта с первыми контактами для подачи электропитания на электрический нагреватель, и причем нагревательный элемент выполнен с возможностью вторых контактов, контактирующих с нагревательным элементом, для измерения напряжения между вторыми контактами.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан вариант осуществления электрического нагревателя с первой и второй зонами контакта согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показаны электрические сопротивления относительно электрического нагревателя и первого и второго контактов согласно изобретению;
на фиг. 3 показан еще один вариант осуществления электрического нагревателя с первой и второй зонами контакта согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 показан еще один вариант осуществления электрического нагревателя с первой и второй зонами контакта согласно настоящему изобретению;
на фиг. 5 показан еще один вариант осуществления электрического нагревателя с полностью покрытыми электродными областями; и
На фиг. 6 показан перспективный вид контактной части системы, генерирующей аэрозоль, с первым и вторым контактами согласно изобретению.
На фиг. 1 показан электрический нагреватель, который является частью системы, генерирующей аэрозоль. Электрический нагреватель содержит нагревательный элемент 10 и два электрода 12, 14.
В электродах 12, 14 предусмотрен покровный материал 16, 18, предпочтительно лист олова. Олово 16, 18 выполнено с возможностью контакта с контактами 20, 22 пластины, которые облегчают передачу электрической мощности из системы, генерирующей аэрозоль, в направлении электродов 12, 14 и нагревательного элемента 10 электрического нагревателя. Рядом с электродами 12, 14 предусмотрены непокрытые области 24, 26, которые непосредственно контактируют с нагревательным элементом 10. Вторые контакты 28, 30 контактируют с непокрытой областью 24, 26 электрода и используются для непосредственного измерения напряжения на нагревательном элементе 10.
Нагревательный элемент 10 выполнен в виде сетчатого элемента, а непокрытая область 24, 26 нагревательного элемента 10 также предусмотрена в виде сетчатых элементов, однако с помощью денье–сетки.
На фиг. 2 показано измерение напряжения на нагревательном элементе 10. Кроме того, на фиг. 2 показаны разные сопротивления, которые могут представлять собой паразитные сопротивления, которые возникают между контактами 20, 22 пластины. Более подробно,
30 обозначает паразитное сопротивление Rлопатка лезвия 20, 22 пластины;
32 обозначает паразитное сопротивление Rлезвие–олово зоны контакта между контактом 20, 22 пластины и листом 16, 18 олова;
34 обозначает паразитное сопротивление RОлово листа 16, 18 олова;
36 обозначает паразитное сопротивление RОлово–сетка контактной зоны между листом 16, 18 олова и нагревательным элементом 10 электрического нагревателя;
38 обозначает электрическое сопротивление Rсетка нагревательного элемента 10;
40 обозначает электрическое сопротивление Rмикро–пого вторых контактов 28, 30;
42 обозначает электронную схему, содержащую модуль управления для измерения напряжения Vсетка на нагревательном элементе 10 и для управления подачей электрической мощности на электрический нагреватель; электронная схема имеет возможность определения электрического сопротивления Rсетка нагревательного элемента 10 на основе измеренного напряжения Vсетка;
44 обозначает напряжение Vсетка между двумя небольшими областями 28, 30 контакта; и
46 обозначает напряжение Vлопатка между двумя контактами 20, 22 пластины.
На фиг. 3 и 4 показаны дополнительные варианты осуществления электрического нагревателя, в котором непокрытая область 24, 26 электродов 12, 14 обеспечена в опосредованном контакте с нагревательным элементом 10.
На фиг. 3 непокрытые области проходят под электродами 12, 14 и непрямым образом соединены с нагревательным элементом 10 посредством электродов 12, 14. На фиг. 4 непокрытые области проходят за электроды 12, 14 и непрямым образом соединены с нагревательным элементом 10 посредством электродов 12, 14.
На фиг. 5 показан еще один альтернативный вариант осуществления электрического нагревателя, в котором все электроды 12, 14 покрыты листами 16, 18 олова. В этом варианте осуществления сопротивление самого листа олова почти равно нулю, и контактное сопротивление между листом олова и элементом нагревателя настолько низкое, что оно не влияет на измерение напряжения. В этом случае все контакты могут быть расположены на листовом листе олова, и отсутствует необходимость в непокрытой области сетки. Конструкция таких электрических нагревателей упрощена, и производство может быть более экономичным.
На фиг. 6 показана соединительная часть системы, генерирующей аэрозоль, которая контактирует с электрическим нагревателем, как изображено на фиг. 4. Первые контакты предусмотрены для подачи электропитания на электроды 12, 14 и нагревательный элемент 10 электрического нагревателя. Первые контакты выполнены в виде лезвий 20, 22 пластины, которые обеспечивают оптимизированную площадь контакта с электродами электрического нагревателя. Позади контактов 20, 22 пластины предусмотрены вторые контакты 28, 30, которые выполнены с возможностью контакта с непокрытой областью 24, 26 электрического нагревателя. Вторые электрические контакты выполнены в виде пружинных штифтов, которые обеспечивают надежный контакт с электрическим нагревателем. Благодаря контакту нагревательного элемента 10 через вторые контакты 28, 30 обеспечивается возможность точного измерения падения напряжения на нагревательном элементе 10.
В дополнение к электрической схеме, содержащей модуль управления, генерирующая аэрозоль система дополнительно содержит источник питания, причем модуль управления предусмотрен для управления протеканием электрической мощности от источника питания в направлении электрического нагревателя на основе измеренного электрического сопротивления нагревательного элемента 10.
Вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения являются иллюстративными. Специалистам должно быть понятно, что вышеописанные признаки могут быть объединены друг с другом в рамках объема настоящего изобретения.
Настоящее изобретение предлагает систему, генерирующую аэрозоль, которая содержит электрический нагреватель (10) и пару первых контактов (20, 22) для подачи электропитания на электрический нагреватель. Система дополнительно содержит пару вторых контактов (28, 30), независимо находящихся в контакте с электрическим нагревателем для измерения напряжения между вторыми контактами. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Генерирующая аэрозоль система, содержащая:
- электрический нагреватель, содержащий нагревательный элемент и два электрода, причем по меньшей мере один из двух электродов электрического нагревателя покрыт электропроводным листом;
- пару первых контактов для подачи электропитания на электрический нагреватель, при этом первые контакты выполнены с возможностью контакта с указанными двумя электродами; и
- пару вторых контактов, независимо и непосредственно контактирующих с электрическим нагревателем для измерения напряжения между вторыми контактами, причем вторые контакты имеют высокие значения сопротивления контакта.
2. Генерирующая аэрозоль система по п. 1, дополнительно содержащая блок управления и источник питания, причем блок управления выполнен с возможностью управления подачей электропитания от источника питания на электрический нагреватель на основе измеренного напряжения.
3. Генерирующая аэрозоль система по п. 2, в которой блок управления дополнительно выполнен с возможностью измерения напряжения между вторыми контактами и управления подачей электропитания на электрический нагреватель на основе измеренного напряжения.
4. Генерирующая аэрозоль система по п. 2, в которой блок управления дополнительно выполнен с возможностью измерения напряжения между вторыми контактами, определения сопротивления электрического нагревателя на основе измеренного напряжения и управления подачей электропитания на электрический нагреватель на основе вычисленного сопротивления.
5. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, в которой вторые контакты выполнены в виде пружинных контактов, предпочтительно в виде микропружинных контактов.
6. Генерирующая аэрозоль система по п. 1, в которой электропроводный лист представляет собой оловянный лист.
7. Генерирующая аэрозоль система по п. 6, в которой первые контакты представляют собой ножевые контакты, выполненные на электропроводных листах.
8. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, в которой нагревательный элемент электрического нагревателя представляет собой сетчатый элемент.
9. Генерирующая аэрозоль система по п. 8, в которой по меньшей мере один из двух электродов представляет собой сетчатый элемент с более высокой плотностью сетки, чем плотность сетки сетчатого элемента в центральной области нагревательного элемента.
10. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 1-7, в которой нагревательный элемент электрического нагревателя представляет собой электрическую катушку, нагреваемый капилляр, нагреваемую сетку, нагреваемую металлическую пластину или один или более нагревательных ножей.
11. Генерирующая аэрозоль система по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащая картридж, содержащий генерирующее аэрозоль вещество, причем электрический нагреватель обеспечен в картридже.
12. Генерирующая аэрозоль система по любому из пп. 2-4, дополнительно содержащая генерирующее аэрозоль устройство, содержащее первый и второй контакты, блок управления и источник питания.
13. Способ управления подачей электропитания на электрический нагреватель в генерирующей аэрозоль системе, при котором:
i) обеспечивают генерирующую аэрозоль систему, содержащую электрический нагреватель, причем электрический нагреватель содержит нагревательный элемент и два электрода, при этом по меньшей мере один из указанных двух электродов электрического нагревателя покрыт электропроводным листом; пару первых контактов для подачи электропитания на электрический нагреватель, причем первые контакты выполнены с возможностью контакта с указанными двумя электродами; и пару вторых контактов, причем вторые контакты имеют высокие значения сопротивления контакта и независимо и непосредственно контактируют с электрическим нагревателем для измерения напряжения между вторыми контактами,
ii) подают электропитание на электрический нагреватель через первые контакты,
iii) получают значение тока, который протекает между двумя первыми электродами,
iv) измеряют напряжение между двумя вторыми контактами, контактирующими с электрическим нагревателем, и
v) управляют подачей электропитания на электрический нагреватель на основе измеренного напряжения.
14. Картридж для генерирующей аэрозоль системы, содержащий генерирующее аэрозоль вещество и электрический нагреватель, содержащий нагревательный элемент и два электрода, причем по меньшей мере один из указанных двух электродов электрического нагревателя покрыт электропроводным листом; при этом указанные электроды выполнены с возможностью контакта с первыми контактами для подачи электропитания на электрический нагреватель, и нагревательный элемент выполнен с возможностью независимого и непосредственного контакта вторых контактов с нагревательным элементом для измерения напряжения между вторыми контактами, причем указанные вторые контакты имеют высокие значения сопротивления контакта.
| WO 2013098398 A2, 04.07.2013 | |||
| US 2004149737 A1, 05.08.2004 | |||
| WO 9632854 A2, 24.10.1996 | |||
| US 2017035115 A1, 09.02.2017 | |||
| WO 2016150922 A2, 29.09.2016. |
