ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и более конкретно к устройствам доставки аэрозоля, в которых может использоваться электрически вырабатываемое тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может включать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом указанный предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении многих лет были предложены многие курительные устройства в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигарет, сигар или курительных трубок, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электрическую энергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сжигания табака. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и вырабатывающие тепло источники, известные из уровня техники, описанные в патентах США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и №8,881,737 под авторством Collett и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и вырабатывающих тепло источников с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0212232 под авторством Bless и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, различные типы устройств с электрическим приводом для подачи аэрозоля и пара были предложены в публикациях заявок на патенты США №2014/0096781 под авторством Sears и др. и №2014/0283859 под авторством Minskoff и др., а также в заявках на патенты США №14/282,768 под авторством Sears и др., поданной 20 мая 2014 г.; №14/286,552 под авторством Brinkley и др., поданной 23 мая 2014 г.; №14/327,776 под авторством Ampolini и др., поданной 10 июля 2014 г.; и №14/465,167 под авторством Worm и др., поданной 21 августа 2014 г.; которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Предпочтительным является обеспечение функциональных средств для управления микрофлюидной системой устройства доставки аэрозоля.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам выполнения таких устройств и элементам таких устройств. Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации.
Вариант реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля; и нагревательный элемент, расположенный в кожухе, управляемый для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля; клапан, выполненный с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревательному элементу; датчик, выполненный с возможностью измерения отражательной способности или температуры нагревательного элемента и выработки соответствующего сигнала; и компонент управления, выполненный с возможностью приема соответствующего сигнала и определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе на основе измеренной таким образом отражательной способности или температуры, причем компонент управления выполнен с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше или ниже заранее определенного порогового значения объема.
Вариант реализации 2: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик представляет собой или содержит оптический датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения отражательной способности в отношении света на нагревательном элементе, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом отражательной способности.
Вариант реализации 3: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик представляет собой или содержит датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры нагревательного элемента, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом температуры.
Вариант реализации 4: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором клапан представляет собой или содержит однофазный асинхронный двигатель, частота вращения которого является переменной и пропорциональна скорости потока композиции предшественника аэрозоля, и в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном соответственно для уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя и, тем самым, указанной скорости.
Вариант реализации 5: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором заранее определенное пороговое значение объема включает первое и второе пороговые значения объема, и в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше первого порогового значения объема или ниже второго порогового значения объема.
Вариант реализации 6: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором первое и второе пороговые значения объема составляют соответственно 100 миллилитров (мл) и 10 мл, и в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости включает его выполнение с возможностью управления клапаном для постепенного уменьшения или увеличения скорости до тех пор, пока соответственно не прекратится поток композиции предшественника аэрозоля или объем не превысит 100 мл.
Вариант реализации 7: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха, причем устройство доставки аэрозоля также содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления потока жидкости и выработки второго соответствующего сигнала, причем компонент управления выполнен с возможностью приема второго соответствующего сигнала и управления клапаном для дополнительного уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля пропорционально измеренному таким образом давлению.
Вариант реализации 8: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха, при этом устройство доставки аэрозоля также содержит датчики давления и влажности, выполненные с возможностью измерения давления потока жидкости, объемного давления и влажности окружающей среды устройства доставки аэрозоля, и выработки вторых соответствующих сигналов, причем выполнение компонента управления с возможностью приема соответствующего сигнала также включает его выполнение с возможностью приема вторых соответствующих сигналов, и выполнение компонента управления с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля включает его выполнение с возможностью определения оптимальной скорости потока композиции предшественника аэрозоля на основе объема композиции предшественника аэрозоля, определенного таким образом, и давления потока жидкости, объемного давления и влажности, измеренных таким образом, и выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости для соответствия оптимальной скорости, определенной таким образом.
Вариант реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором устройство доставки аэрозоля также содержит датчик потока жидкости, выполненный с возможностью измерения скорости потока композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу; и отображающее устройство, управляемое для представления скорости, измеренной таким образом.
Вариант реализации 10: Устройство доставки аэрозоля по любому из предшествующих или последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором резервуар представляет собой многоразовый резервуар, а устройство доставки аэрозоля также содержит датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения объема композиции предшественника аэрозоля в многоразовом резервуаре и выработки второго соответствующего сигнала; и интерфейс связи, выполненный с возможностью обеспечения беспроводного сообщения второго соответствующего сигнала или другого сигнала, который передает измеренный таким образом объем композиции предшественника аэрозоля внутри многоразового резервуара в удаленную систему заказа, выполненную с возможностью автоматического заказа емкости для повторного заполнения резервуара, когда объем меньше второго заранее определенного порогового значения объема.
Вариант реализации 11: Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем картридж образует резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и оснащен нагревательным элементом, управляемым для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и клапан, выполненный с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревательному корпусу, причем управляющий корпус содержит кожух; датчик, расположенный внутри кожуха и выполненный с возможностью измерения отражательной способности или температуры нагревательного элемента и выработки соответствующего сигнала; и компонент управления, выполненный с возможностью приема соответствующего сигнала и определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе на основе измеренной таким образом отражательной способности или температуры, причем компонент управления выполнен с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше или ниже заранее определенного порогового значения объема.
Вариант реализации 12: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик представляет собой или содержит оптический датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения отражательной способности в отношении света на нагревательном элементе, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом отражательной способности.
Вариант реализации 13: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором датчик представляет собой или содержит датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры нагревательного элемента, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом температуры.
Вариант реализации 14: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором клапан представляет собой или содержит однофазный асинхронный двигатель, частота вращения которого является переменной и пропорциональна скорости потока композиции предшественника аэрозоля, и в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном соответственно для уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя и, тем самым, указанной скорости.
Вариант реализации 15: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором заранее определенное пороговое значение объема включает первое и второе пороговые значения объема, и в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше первого порогового значения объема или ниже второго порогового значения объема.
Вариант реализации 16: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором первое и второе пороговые значения объема составляют соответственно 100 миллилитров (мл) и 10 мл, и в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости включает его выполнение с возможностью управления клапаном для постепенного уменьшения или увеличения скорости до тех пор, пока соответственно не прекратится поток композиции предшественника аэрозоля или объем не превысит 100 мл.
Вариант реализации 17: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха, причем устройство доставки аэрозоля также содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления потока жидкости и выработки второго соответствующего сигнала, причем компонент управления выполнен с возможностью приема второго соответствующего сигнала и управления клапаном для дополнительного уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля пропорционально измеренному таким образом давлению.
Вариант реализации 18: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха, причем управляющий корпус также содержит датчики давления и влажности, выполненные с возможностью измерения давления потока жидкости, объемного давления и влажности окружающей среды устройства доставки аэрозоля, и выработки вторых соответствующих сигналов, при этом выполнение компонента управления с возможностью приема соответствующего сигнала также включает его выполнение с возможностью приема вторых соответствующих сигналов, и выполнение компонента управления с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля включает его выполнение с возможностью определения оптимальной скорости потока композиции предшественника аэрозоля на основе объема композиции предшественника аэрозоля, определенного таким образом, и давления потока жидкости, объемного давления и влажности, измеренных таким образом, причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости для соответствия оптимальной скорости, определенной таким образом.
Вариант реализации 19: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором управляющий корпус также содержит датчик потока жидкости, выполненный с возможностью измерения скорости потока композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу; и отображающее устройство, управляемое для представления скорости, измеренной таким образом.
Вариант реализации 20: Управляющий корпус по любому из предшествующих или по любому из последующих вариантов реализации или любой их комбинации, в котором резервуар представляет собой многоразовый резервуар, а устройство доставки аэрозоля также содержит датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения объема композиции предшественника аэрозоля в многоразовом резервуаре и выработки второго соответствующего сигнала; и интерфейс связи, выполненный с возможностью обеспечения беспроводного сообщения второго соответствующего сигнала или другого сигнала, который передает измеренный таким образом объем композиции предшественника аэрозоля внутри многоразового резервуара в удаленную систему заказа, выполненную с возможностью автоматического заказа емкости для повторного заполнения резервуара, когда объем меньше второго заранее определенного порогового значения объема.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, раскрытых в данном раскрытии, независимо от того, намеренно ли такие признаки или элементы объединены или иным образом изложены в конкретном варианте реализации, описанном в данном документе. Данное изобретение предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любых его аспектах и вариантах реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
Таким образом, следует понимать, что данное раскрытие сущности изобретения приведено только для целей резюмирования некоторых вариантов реализации так, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Таким образом, следует понимать, что описанные выше варианты реализации являются только примерами и не должны истолковываться как каким-либо образом сужающие объем или сущность изобретения. Другие варианты реализации, аспекты и преимущества будут очевидными из приведенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами, на которых показаны, в качестве примера, принципы некоторых описанных вариантов реализации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Таким образом, после описания данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:
на Фиг. 1 показан вид сбоку устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж, соединенный с управляющим корпусом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения;
на Фиг. 2 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля согласно различным вариантам реализации; и
На Фиг. 3, 4 и 5 более подробно показан картридж и управляющий корпус по Фиг. 1 согласно различным вариантам реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на его варианты реализации. Указанные варианты реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведенными в данном документе; скорее указанные варианты реализации приведены для того, чтобы данное изобретение соответствовало применимым законодательным требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
Как описано ниже, варианты реализации настоящего изобретения относятся к системам для доставки аэрозоля. Системы для доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, наиболее предпочтительно, являющихся достаточно компактными для того чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных систем для доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, но скорее, использование указанных предпочтительных систем приводит к образованию паров, образующихся в процессе выпаривания или испарения определенных компонентов, включенных в них. В некоторых вариантах реализации компоненты систем для доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, и указанные электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и затем доставляют компоненты, полученные из табака, в форме аэрозоля.
Вырабатывающие аэрозоль средства определенных предпочтительных систем для доставки аэрозоля могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки, которое обусловлено зажиганием и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства по настоящему изобретению может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя втягивание через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
Системы для доставки аэрозоля по настоящему изобретению также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия для доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть выполнены так, чтобы обеспечить одно или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтически активных ингредиентов) во вдыхаемой форме или вдыхаемом состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в форме пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы вдыхаемые вещества могут быть в форме аэрозоля (например, суспензии из мелких твердых частиц или капель жидкости в газе). С целью упрощения подразумевается, что термин «аэрозоль», используемый в данном документе, включает в себя пары, газы и аэрозоли формы или типа, являющегося пригодными для вдыхания человеком, видимыми или невидимыми, а также такой формы, которая может рассматриваться как дымообразная, или не такой формы.
Системы для доставки аэрозоля по настоящему изобретению как правило содержат множество компонентов, обеспеченных внутри внешнего каркаса или оболочки, которые могут быть указаны как кожух. Общая конструкция внешнего каркаса или оболочки может варьироваться, и формат или конфигурация внешнего каркаса, которые могут определять общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, могут варьироваться. Как правило, продолговатый каркас, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха или продолговатый кожух может быть образован из двух или более разъемных каркасов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать продолговатую оболочку или каркас, которые могут иметь по существу трубчатую форму и таким образом напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, содержащий один или более повторно используемых компонентов (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемый аккумулятор и/или ионистор, и различное электронное оборудование для управления работой указанного изделия), а на другом конце присоединяемый к нему с возможностью разъединения внешний каркас или оболочку, содержащие одноразовую часть (например, одноразовый картридж, содержащий ароматизатор).
Системы для доставки аэрозоля по настоящему изобретению наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (например, источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения подачи питания для вырабатывания тепла, например, посредством управления электрическим током от источника питания к другим компонентам изделия - например, микропроцессору, отдельному или как части микроконтроллера), нагревателя или вырабатывающего тепло элемента (например, нагревательный элемент с электрическим сопротивлением или другой компонент, который сам по себе или в комбинации с одним или более дополнительными элементами обычно может быть назван как «распылитель»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно, жидкость, способную образовывать аэрозоль по приложении достаточного тепла, такие ингредиенты обычно указаны как «дымовой сок», «электронная жидкость» и «электронный сок»), и мундштучной области или кончика для обеспечения возможности осуществлять втягивание через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, образованный путь потока воздуха через изделие, так что вырабатываемый аэрозоль может быть выведен из него после осуществления затяжки).
Более конкретные форматы, конфигурации и расположения компонентов в системах для доставки аэрозоля по настоящему изобретению будут понятны на основании описания изобретения, приведенного ниже в настоящем документе. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов систем для доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе уровень техники настоящего раскрытия.
В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля. В частности, резервуар может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может быть назван пористой подложкой (например, волокнистой подложкой).
Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может представлять собой тканый или нетканый материал, образованный из множества волокон или нитей, и может быть образована из натуральных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолоконный материал, ацетатцеллюлозный материал, углеродный материал, полиэтилентерефталатовый (ПЭТ) материал, вискозный материал или может быть использован материал из органического хлопка. Резервуар может быть выполнен по существу в форме емкости и может содержать волокнистый материал, содержащийся в нем.
На Фиг. 1 показан вид сбоку устройства 100 доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус 102 и картридж 104, согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения. В частности, на Фиг. 1 показан управляющий корпус и картридж, соединенные друг с другом. Управляющий корпус и картридж могут быть разъемно выровнены в функциональном отношении. Различные механизмы могут соединять картридж и управляющий корпус, например, в виде резьбового сцепления, сцепления с тугой посадкой, посадки с натягом, магнитного сцепления и тому подобного. В некоторых вариантах реализации устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда картридж и управляющий корпус находятся в собранной конфигурации. Устройство доставки аэрозоля может быть также по существу прямоугольным или ромбовидным в поперечном сечении, что может придавать ему большую совместимость с по существу плоским или тонкослойным источником электроэнергии или ионистором, таким как источник электроэнергии, содержащий плоскую батарею. Картридж и управляющий корпус могут содержать соответствующие отдельные кожухи или внешние каркасы, которые могут быть образованы из любого количества различных материалов. Кожух может быть образован из любого подходящего конструктивно прочного материала. В некоторых примерах кожух может быть образован из металла или сплава, таких как нержавеющая сталь, алюминий или тому подобное. Другие подходящие материалы включают различные виды пластмасс (например, поликарбонат), пластмассу с металлическим напылением, керамику и тому подобное.
В некоторых вариантах реализации управляющий корпус 102 и/или картридж 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразовыми. Например, управляющий корпус может иметь сменный аккумулятор, перезаряжаемый аккумулятор (например, перезаряжаемый тонкослойный твердотельный аккумулятор) или перезаряжаемый ионистор, и таким образом может быть комбинирован с любым типом технологии перезарядки, включая подключение к обычной настенной электрической розетке, подключение к автомобильному зарядному устройству (например, гнезду прикуривателя), подключение к компьютеру, например, через кабель или разъем универсальной последовательной шины (USB), подключение к фотоэлектрическому элементу (иногда указан как солнечный фотоэлемент) или к фотоэлектрической панели солнечных фотоэлементов, беспроводное подключение к радиочастоте (РЧ), беспроводное подключение к зарядным площадкам на основании индукции или подключение к преобразователю радиочастоты в постоянный ток (DC). Также в некоторых вариантах реализации картридж может представлять собой картридж одноразового использования, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
На Фиг. 2 более подробно показано устройство 100 доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми вариантами реализации. Как видно на виде с частичным разрезом, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, каждый из которых содержит множество соответствующих компонентов. Компоненты, показанные на Фиг. 2, представляют собой типичные компоненты, которые могут присутствовать в управляющем корпусе и картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов, которые охвачены настоящим раскрытием. Как показано, например, управляющий корпус может быть образован оболочкой 202 управляющего корпуса, которая может включать компонент 204 управления (например, микропроцессор, сам по себе являющийся микроконтроллером или представляющий его часть), датчик 206 потока, источник 208 питания и один или более светоизлучающих диодов 210, и такие компоненты могут быть выборочно выравнены. Источник питания может содержать, например, батарею (одноразовую или перезаряжаемую), литий-ионную батарею, твердотельную батарею, тонкослойную твердотельную батарею, ионистор или тому подобное. Некоторые примеры подходящих источников питания описаны в публикации заявки на патент США №14/918,926 под авторством Sur и др., поданной 21 октября 2015, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Светоизлучающий диод может быть одним из примеров подходящего визуального индикатора, которым может быть оснащено устройство 100 доставки аэрозоля. Другие индикаторы, такие как звуковые индикаторы (например, динамики) тактильные индикаторы (например, вибрационные двигатели) или тому подобное, могут содержаться в дополнение к или как альтернатива визуальным индикаторам, таким как светоизлучающий диод.
Картридж 104 может быть образован оболочкой 212 картриджа, окружающей резервуар 214, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и содержащей нагреватель 216 (иногда называемый нагревательным элементом). В различных конфигурациях указанная конструкция может быть названа как вместилище; и соответственно термины «картридж», «вместилище» и тому подобные могут быть использованы как взаимозаменяемые для обозначения оболочки или другого кожуха, охватывающего резервуар для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагреватель.
Как показано в некоторых примерах, резервуар 214 может сообщаться по текучей среде с элементом 218 для переноса жидкости, выполненным с возможностью впитывания или переноса иным способом композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в емкости кожуха, к нагревателю 216. В некоторых примерах клапан 220 может быть расположен между резервуаром и нагревателем и выполнен с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревателю.
Различные примеры материалов, выполненных с возможностью выработки тепла, когда к ним подается электрический ток, могут быть использованы для формирования нагревателя 216. Нагреватель в некоторых из указанных примеров может быть резистивным нагревающим элементом, таким как проволочная спираль. Примеры материалов, из которых может быть выполнена проволочная спираль, включают титан (Ti), платину (Pt), нихром (NiCrFe), фехраль (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена допированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита (например, пеноматериалы и пряжа на основе углерода), серебряно-палладиевые (AgPd) проводящие чернила, легированный бором кремний и керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Варианты реализации нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно описаны ниже, и могут быть включены в устройства, как показаны на Фиг. 2, как описано в данном документе.
Например, в некоторых вариантах реализации нагреватель 216 содержит электропроводящий углеродный элемент, расположенный рядом с теплопроводящей подложкой, такой как описана в публикации заявки на патент США №15/133,916 под авторством Sur и др., поданной 20 апреля 2016, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. В такой конфигурации нагреватель может быть выполнен с возможностью приема предшественника аэрозоля из резервуара 214 на теплопроводящую подложку. Таким образом, предшественник аэрозоля может быть приведен во взаимодействие с или на теплопроводящей подложке для образования аэрозоля, когда тепло от электропроводящего углеродного элемента передано через теплопроводящую подложку. Согласно некоторым аспектам элемент 218 для переноса жидкости может быть расположен с возможностью функционального взаимодействия между резервуаром и теплопроводящей подложкой, и выполнен с возможностью доставки предшественника аэрозоля из резервуара и на теплопроводящую подложку. В указанных вариантах реализации элемент для переноса жидкости может содержать, например, насосное устройство или средство с фитилем.
Согласно одному определенному аспекту резервуар 214 выполнен с возможностью выдачи предшественника аэрозоля на поверхность теплопроводящей подложки нагревателя 216. Соответственно, в таких случаях теплопроводящая подложка может иметь электропроводящий углеродный элемент, установленный на поверхности теплопроводящей подложки, нанесенный на нее или иным образом взаимодействующий с ней, а предшественник аэрозоля может быть выдан элементом 218 для переноса жидкости на противоположную поверхность теплопроводящей подложки. Тепло от электропроводящего углеродного элемента передается через теплопроводящую подложку, причем контакт или другое взаимодействие между предшественником аэрозоля и нагретой поверхностью является причиной образования аэрозоля из предшественника аэрозоля в качестве реакции на тепло. В некоторых вариантах реализации электропроводящий углеродный элемент может содержать электропроводящий графеновый элемент, в частности электропроводящий квадратный графеновый лист или графеновую фольгу или множество электропроводящих квадратных графеновых листов или элементов графеновой фольги, сложенных вместе.
Отверстие 224 может находиться в оболочке 212 картриджа (например, на кончике мундштука) чтобы обеспечить выход образованного аэрозоля из картриджа 104.
Картридж 104 также может содержать один или более электронных компонентов 226, которые могут содержать интегральную схему, компонент памяти, датчик или тому подобное. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью сообщения с компонентом 204 управления и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте в картридже или его основании 228.
Хотя компонент 204 управления и датчик 206 потока показаны отдельно, следует понимать, что компонент управления и датчик потока могут быть скомбинированы в виде электронной монтажной платы с датчиком потока воздуха, прикрепленным непосредственно к ней. Также электронная монтажная плата может быть расположена горизонтально относительно иллюстрации на Фиг. 1, на которой электронная монтажная плата может быть продольно параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой основной элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых примерах может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая монтажная плата может быть скомбинирована с подложкой нагревателя, наложена в виде слоя или образовывать часть или всю подложку нагревателя, как дополнительно описано ниже.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью способствования взаимодействию по текучей среде друг с другом. Как показано на Фиг. 2, управляющий корпус может содержать соединитель 230, имеющий полость 232 в нем. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью сцепления с соединителем и может содержать выступ 234, выполненный с возможностью установки в полости. Такое взаимодействие может способствовать стабильному соединению между управляющим корпусом и картриджем, а также устанавливать электрическое соединение между источником 208 питания и компонентом 204 управления в управляющем корпусе и нагревателе 216 в картридже. Также оболочка 202 управляющего корпуса может содержать воздухозаборник 236, который может представлять собой выемку в оболочке, в которой он соединен с соединителем, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг соединителя в оболочку, где он затем проходит через полость 232 соединителя в картридж через выступ 234.
Соединитель и основание, используемые в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель 230, показанный на Фиг. 2, может образовывать внешнюю периферию 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 240 основания 228. В одном примере внутренняя периферия основания может определять радиус, который по существу равен или немного больше радиуса внешней периферии соединителя. Также соединитель может образовывать один или более выступов 242 на внешней периферии, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 244, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и соединителем управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других примерах указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или многоразовыми.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или по существу трубчатой формы, или по существу цилиндрической формы. В других примерах охвачены другие формы и размеры, например, прямоугольные или треугольные в поперечном сечении, многогранные формы или тому подобное.
Резервуар 214, показанный на Фиг. 2, может представлять собой контейнер или волокнистую емкость, как описано в настоящем документе. Например, в данном примере резервуар может содержать один или более слоев нетканого волокна и может быть по существу образована в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 212 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре. Жидкие компоненты, например, могут сорбционно удерживаться в резервуаре. Резервуар может быть соединен по текучей среде с элементом 218 для переноса жидкости. В указанном примере элемент для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре, посредством капиллярного действия к нагревателю 216, который представляет собой спираль металлической проволоки. Как правило, нагреватель расположен в устройстве для нагрева с элементом для переноса жидкости. Варианты реализации емкостей и элементов для переноса, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, дополнительно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы для переноса могут быть включены в устройства, показанные на Фиг. 2, как описано в данном документе. В частности, конкретные комбинации нагревательных элементов и элементов для переноса могут быть включены в устройства, показанные на Фиг. 2, как дополнительно описано ниже.
При использовании, когда пользователь осуществляет втягивание через устройство 100 доставки аэрозоля, поток воздуха обнаруживают посредством датчика 206 потока, а нагреватель 216 приводят в действие для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Осуществление втягивания через мундштук устройства доставки аэрозоля вызывает вход воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 236 и его проход через полость 232 в соединителе 230 и центральное отверстие выступа 234 основания 228. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром с образованием аэрозоля. Аэрозоль удаляется при высасывании, вытягивании или при осуществлении затяжки иным способом из нагревателя и выходит из отверстия 224 в мундштуке устройства доставки аэрозоля.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может содержать множество дополнительных программно-управляемых функций. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать схему защиты источника питания, выполненную с возможностью обнаружения входа источника питания, нагрузки на клеммы источника питания и входа зарядки. Схема защиты источника питания может содержать защиту от короткого замыкания, блокировку под напряжением и/или защиту от перегрузки напряжения. Устройство доставки аэрозоля также может содержать компоненты для измерения температуры окружающей среды, а его компонент 204 управления может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения зарядки источника питания, в частности любой батареи, если температура окружающей среды ниже определенной температуры (например, 0°С) или выше определенной температуры (например, 45°С) перед началом зарядки или во время зарядки.
Подача электроэнергии из источника 208 питания может изменяться в течении каждой затяжки на устройстве 100 в соответствии с механизмом управления электроэнергией. Устройство может содержать таймер безопасности «долгой затяжки», так что в случае, если пользователь или неисправность компонента (например, датчика 206 потока) заставит устройство попытаться выполнить непрерывную затяжку, компонент 204 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки после некоторого периода времени (например, четырех секунд). Также время между затяжками на устройстве может быть ограничено меньше, чем заданный период времени (например, 100 секунд). Контрольный таймер безопасности может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его компонент управления или программное обеспечение, работающее на нем, становится нестабильным и не обслуживает таймер в течение соответствующего интервала времени (например, восьми секунд). Дополнительная безопасность может быть обеспечена в случае неисправного или иным способом не действующего датчика 206 потока, например, посредством постоянного отключения устройства доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагрева. Ограничивающий затяжку выключатель может деактивировать устройство в случае ошибки датчика давления, в результате которой устройство будет непрерывно работать без остановки после четырех секунд максимального времени затяжки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать алгоритм отслеживания затяжки, выполненный с возможностью отключения нагревателя, как только будет достигнуто определенное количество затяжек для присоединенного картриджа (основано на количестве доступных затяжек, рассчитанном с учетом заряда электронной жидкости в картридже). Устройство доставки аэрозоля может также содержать чувствительную интегральную схему, которая измеряет в режиме реального времени количество предшественника аэрозоля в резервуаре. Если уровень композиции предшественника аэрозоля является существенно низким или резервуар пуст, устройство доставки аэрозоля может предотвращать подачу тока и тем самым предотвращать перегрев нагревательного элемента. Устройство доставки аэрозоля может включать в себя функцию спящего режима, режима ожидания или режима пониженного энергопотребления, при котором подача электроэнергии может быть автоматически отключена после определенного периода неиспользования. Дополнительная безопасность может быть обеспечена тем, что все циклы зарядки/разрядки источника 208 питания могут отслеживаться посредством компонента 204 управления в течение его срока службы. После того как источник питания достиг эквивалентного заранее определенного количества (например 200) циклов полной разрядки или полной зарядки, он может быть объявлен истощенным, а компонент управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для предотвращения дальнейшей зарядки источника питания. Аэрозольное устройство может также иметь механический переключатель или переключатель на основе датчика приближения для приведения в действие нагревателя 216 вместо датчика потока, выполненного с возможностью обнаружения потока воздуха через устройство доставки аэрозоля и таким образом приведения в действие нагревателя.
Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть выбраны из компонентов, описанных в данном уровне техники и имеющихся на рынке. Примеры аккумуляторов, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля может также содержать датчик 206 или другой датчик или чувствительный элемент для управления подачей электрической электроэнергии к нагревателю 216, когда требуется выработка аэрозоля (например, во время втягивания в процессе эксплуатации). Таким образом, например, обеспечен метод или способ отключения электроэнергии нагревателя, когда устройство доставки аэрозоля не задействовано в процессе эксплуатации, и для включения электроэнергии для приведения в действие или запуска выработки тепла посредством нагревателя во время втягивания. Дополнительные репрезентативные типы механизмов восприятия или обнаружения, их структура и конфигурация, их компоненты и общие способы их работы описаны в патенте США №5,261,424 под авторством Sprinkel, Jr., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., и в публикации патентной заявки РСТ № WO 2010/003480 под авторством Flick, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит компонент 204 управления или другой механизм управления для управления количеством электрической энергии, подаваемой к нагревателю 216 во время втягивания. Репрезентативные типы электронных компонентов, их структура и конфигурация, их признаки и общие способы их работы описаны в патенте США №4,735,217 под авторством Gerth и др., в патенте США №4,947,874 под авторством Brooks и др., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №7,040,314 под авторством Nguyen и др., в патенте США №8,205,622 под авторством Pan, в публикации заявки на патент США №2009/0230117 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2014/0060554 под авторством Collet и др., в публикации заявки на патент США №2014/0270727 под авторством Ampolini и др., и в публикации заявки на патент США №14/209,191 под авторством Henry и др., поданной 13 марта 2014, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Репрезентативные типы подложек, резервуаров или других компонентов для обеспечения предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8,528,569 под авторством Newton, в публикации заявки на патент США №2014/0261487 под авторством Chapman и др., в публикации заявки на патент США №14/011,992 под авторством Davis и др., поданной 28 августа 2013 и в публикации заявки на патент США №14/170,838 под авторством Bless и др., поданной 3 февраля 2014, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные впитывающие материалы, а также конфигурация и работа данных впитывающих материалов в определенных типах электронных сигарет приведены в публикации заявки на патент США №2014/0209105 под авторством Sears и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, к примеру, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Репрезентативные типы компонентов и составов предшественника аэрозоля также известны и охарактеризованы в патентах США №7,217,320 под авторством Robinson и др.; и в публикации заявки на патент США 2013/0008457 под авторством Zheng и др.; 2013/0213417 под авторством Chong и др.; 2014/0060554 под авторством Collett и др.; 2015/0020423 под авторством Lipowicz и др. и 2015/0020430 под авторством Koller, а также WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE® вейпинговой компании Р.Д. Рейнольдса, в продукт BLU™ Империал Тобакко Групп PLC, в продукт MISTIC MENTHOL Мистик Э-сигс и в продукт VYPE СиЭн Криэйтив Ltd. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Джонсон Крик Интерпрайз ЛЛС.
Дополнительные репрезентативные типы компонентов, которые подают визуальные сигналы или индикаторы, могут быть использованы в устройстве 100 доставки аэрозоля, такие как визуальные индикаторы и связанные компоненты, слуховые индикаторы, тактильные индикаторы и тому подобное. Примеры подходящих компонентов светоизлучающих диодов, а также их конфигурации и использование описаны в патенте США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др., в патенте США №8,499,766 под авторством Newton, в патенте США №8,539,959 под авторством Scatterday, и в публикации заявки на патент США №14/173,266 под авторством Sears и др., поданной 5 февраля 2014, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Другие признаки, средства управления или компоненты, которые могут содержаться в устройствах доставки аэрозоля по настоящему изобретению, описаны в патенте США №5,967,148 под авторством Harris и др., в патенте США №. 5,934,289 под авторством Watkins и др., в патенте США №5,954,979 под авторством Counts и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №8,365,742 под авторством Hon, в патенте США №8,402,976 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2005/0016550 под авторством Katase, в публикации заявки на патент США №2010/0163063 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2013/0192623 под авторством Tucker и др., в публикации заявки на патент США №2013/0298905 под авторством Leven и др., в публикации заявки на патент США №2013/0180553 под авторством Kim и др., в публикации заявки на патент США №2014/0000638 под авторством Sebastian и др., в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., и в публикации заявки на патент США №2014/0261408 под авторством DePiano и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Компонент 204 управления содержит множество электронных компонентов и, в некоторых вариантах реализации, может быть образован на печатной монтажной плате, поддерживающей и электрически соединяющей электронные компоненты. Электронные компоненты могут содержать микропроцессор или ядро процессора и память. В некоторых примерах компонент управления может содержать микроконтроллер с интегрированным ядром процессора и памятью, и может дополнительно содержать одно или более интегрированных внешних устройств ввода/вывода. В некоторых примерах компонент управления может быть связан с интерфейсом 246 связи для обеспечения беспроводного соединения с одной или более сетями, вычислительными устройствами или другими устройствами на подходящей основе. Примеры подходящих интерфейсов связи раскрыты в публикации заявки на патент США №14/638,562, поданной 4 марта 2015 г., под авторством Marion и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. И примеры подходящих методов, согласно которым устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в публикации заявки на патент США №14/327,776, поданной 10 июля 2014 г., под авторством Ampolini и др., и в публикации заявки на патент США №14/609,032, поданной 29 января 2015 г., под авторством Henry, Jr. и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Как указано выше, в некоторых примерах клапан 220 может быть расположен между резервуаром 214 и нагревателем 216 и выполнен с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревателю. По меньшей мере в некоторых из указанных примеров управляющий корпус 102 может содержать датчик 248, выполненный с возможностью измерения отражательной способности (например, отражательной способности в отношении света) или температуры нагревателя, по которым компонент 204 управления может определять объем композиции предшественника аэрозоля на нагревателе и управлять клапаном.
На Фиг. 3, 4 и 5 более подробно показаны различные компоненты управляющего корпуса 102 и картриджа 104 согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 3, датчик 248 может быть выполнен с возможностью измерения отражательной способности или температуры нагревателя 216 и выработки соответствующего сигнала (т.е. сигнала, соответствующего отражательной способности или температуры, измеренной таким образом). Компонент 204 управления может быть выполнен с возможностью приема соответствующего сигнала и определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревателе на основе измеренной таким образом отражательной способности или температуры. И компонент управления может быть выполнен с возможностью управления клапаном 220 для уменьшения или увеличения скорости потока (объемной скорости потока) композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше или ниже заранее определенного порогового значения объема.
В некоторых примерах заранее определенное пороговое значение объема включает первое и второе пороговые значения объема, и компонент 204 управления может управлять клапаном 220 для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше первого порогового значения объема или ниже второго порогового значения объема. Согласно некоторым примерам, первое и второе пороговые значения объема могут соответственно составлять 100 миллилитров (мл) и 10 мл. Также в некоторых примерах компонент управления может управлять клапаном для постепенного уменьшения или увеличения скорости до тех пор, пока соответственно не прекратится поток композиции предшественника аэрозоля или объем не превысит первое пороговое значение объема (например, 100 мл).
В некоторых вариантах реализации клапан 220 представляет собой или содержит однофазный асинхронный двигатель, частота вращения которого является переменной и пропорциональна скорости потока композиции предшественника аэрозоля. В указанных примерах компонент 204 управления может управлять клапаном соответственно для уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя и, тем самым, скорости потока композиции предшественника аэрозоля.
Как кроме того показано на Фиг. 3, в некоторых примерах датчик 248 представляет собой или содержит оптический датчик 302 уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения отражательной способности в отношении света нагревателя 216 (например, отражательной способности нагревателя через жидкость на нем) и который может содержать индуктивно-емкостный резонансный контур. Примеры подходящих оптических датчиков уровня жидкости раскрыты в публикациях заявок на патент США №4,354,180 под авторством Harding и 5,054,319 под авторством Fling, которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Примеры подходящих оптических датчиков уровня жидкости могут включать цифровой датчик внешнего освещения (ALS) с коммерческим продуктом High Precision Human Eye Response (OPT3001), выпускаемым Texas Instruments.
В указанных примерах компонент 204 управления может быть выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом отражательной способности. Для определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревателе 216 по измеренной отражательной способности могут быть использованы различные способы. Например, в случае, в котором датчик 248 содержит оптический датчик 302 уровня жидкости, когда объем композиции предшественника аэрозоля на нагревателе 216 является высоким, значение люминесценции в люксах является низким, поскольку композиция предшественника аэрозоля (жидкость) поглощает свет на нагревателе. В случае, в котором на нагревателе нет композиции предшественника аэрозоля, свет проходит через датчик и значение люминесценции в люксах является высоким и, таким образом, показывает, что объем композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе является низким. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере часть нагревателя может быть обозначена таким образом, что маркировка может указывать на то, что объем наполовину полон, заполнен или пуст на основе отражательной способности в отношении света на нагревателе. Соответственно, при использовании в настоящем документе, определение объема композиции предшественника аэрозоля может относиться к определению относительного объема композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе.
В некоторых примерах датчик 248 представляет собой или содержит датчик 304 температуры, выполненный с возможностью измерения температуры нагревателя 216. В указанных примерах компонент управления может быть выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом температуры. Для определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревателе 216 по измеренной температуре могут быть использованы различные способы. Например, если объем композиции предшественника аэрозоля на нагревателе является постоянным, то измеренная температура также является постоянной, если подаваемый к нагревателю электрический ток является постоянным в течение заданной продолжительности затяжки. Если температура повышается, это указывает на то, что объем композиции предшественника аэрозоля на нагревателе является низким. Если температура снижается, это указывает на то, что может быть доступно больше композиции предшественника аэрозоля, чем требуется и, таким образом, уровень жидкости на нагревателе должен быть снижен. Примеры подходящих датчиков температуры могут включать коммерческий продукт в виде мультисенсорной высокоточной цифровой системы измерения температуры (Multi-Sensor High Accuracy Digital Temperature Measurement System) (LTC2983), выпускаемый Linear Technology. В некоторых примерах, в которых датчик температуры соединен с резистивным температурным датчиком (RTD) или термопарой, датчик температуры может измерять температуру до 800 градусов по Цельсию.
Следует отметить, что хотя показанный на Фиг. 3 вариант реализации содержит и оптический датчик 302 уровня жидкости, и датчик 304 температуры, датчик 248 по вариантам реализации, описанным в настоящем документе, может представлять собой или содержать оптический датчик уровня жидкости и/или датчик температуры. Например, в некоторых вариантах реализации оптический датчик уровня жидкости может быть использован в качестве основного датчика для определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревателе 216, а датчик температуры может быть использован только в качестве резервного датчика в том случае, когда оптический датчик уровня жидкости выходит из строя.
Как было указано ранее, компонент 204 управления выполнен с возможностью управления клапаном 220 на основе объема композиции предшественника аэрозоля на нагревателе 216. В некоторых вариантах реализации компонент управления может быть выполнен с возможностью управления клапаном 220 только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть устройства 100 доставки аэрозоля посредством датчика 206 потока. В указанных примерах управляющий корпус может содержать множество датчиков в дополнение к датчику 248 для дополнительного управления клапаном. Например, как показано на Фиг. 4, управляющий корпус 102 может содержать датчик 402 давления, выполненный с возможностью измерения давления потока жидкости через устройство доставки аэрозоля и выработки второго сигнала, соответствующего измеренному таким образом давлению. Подходящие датчики давления могут содержать коммерческие продукты в виде одноканального, с 0,5-1 миллиона выборок в секунду, 12-битного аналого-цифрового преобразователя (ADC121S101) и 16-битного, с 50-250 тысяч выборок в секунду, с дифференциальным входом, маломощного аналого-цифрового преобразователя (ADC161S626), выпускаемые Texas Instruments. В указанных примерах скорость потока жидкости может быть прямо пропорциональна давлению. Компонент управления может быть выполнен с возможностью приема второго соответствующего сигнала и управления клапаном для дополнительного уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля пропорционально измеренному таким образом давлению.
В другом примере датчик 402 давления может быть выполнен с возможностью измерения давления потока жидкости через устройство доставки аэрозоля и атмосферного давления и выработки вторых сигналов, соответствующих соответственно давлению потока жидкости и объемному давлению (например, объемному давлению жидкости). В указанных примерах давление обратно пропорционально скорости потока жидкости, так что для измерения давления и скорости потока жидкости может быть использован один датчик. Управляющий корпус может также содержать датчик 404 влажности, выполненный с возможностью измерения влажности окружающей среды и выработки второго сигнала, соответствующего измеренной таким образом влажности.
В указанных вариантах реализации компонент 204 управления может быть выполнен с возможностью приема вторых соответствующих сигналов и определения оптимальной скорости потока композиции предшественника аэрозоля на основе определенного таким образом объема композиции предшественника аэрозоля и давления потока жидкости, объемного давления и влажности, измеренных таким образом. В некоторых примерах оптимальная скорость потока композиции предшественника аэрозоля может включать постоянную скорость потока композиции предшественника аэрозоля. В указанных примерах могут быть использованы различные способы для определения оптимальной скорости на основе множества параметров. Например, при обеспечении постоянного объема композиции предшественника аэрозоля в течение продолжительности затяжки скорость потока может быть постоянной (например, оптимальная скорость = объем/продолжительность затяжки). В некоторых примерах объем может быть определен посредством площади поперечного сечения, глубины или толщины композиции предшественника аэрозоля, так что при обеспечении постоянной площади поперечного сечения, глубины или толщины и продолжительности затяжки, скорость потока композиции предшественника аэрозоля может быть постоянной. Компонент управления может затем управлять клапаном 220 для уменьшения или увеличения скорости для соответствия оптимальной скорости, определенной таким образом. Следует отметить, что, как обсуждалось в настоящем документе, «соответствие» может представлять собой или включать по существу или приблизительное соответствие оптимальной скорости в отношении и в пределах допустимой погрешности требований к конструкции клапана, технических допусков и тому подобного.
В дополнение к клапану 220, другой функциональный элемент (элементы) устройства 100 доставки аэрозоля может управляться любым из множества различных способов. Например, как показано на Фиг. 5, отображающим устройством 502 можно управлять для представления скорости потока композиции предшественника аэрозоля в нагреватель 216. В частности, управляющий корпус 102 может содержать датчик 502 потока жидкости, выполненный с возможностью измерения скорости потока композиции предшественника аэрозоля к нагревателю, и отображающее устройство 504, управляемое для представления измеренной таким образом скорости. Иными словами, компонент 204 управления может управлять отображающим устройством для представления измеренной таким образом скорости.
В качестве еще одного примера, резервуар 214 может быть многоразовым резервуаром, и управляющий корпус 102 может содержать датчик 506 уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения объема композиции предшественника аэрозоля в многоразовом резервуаре и выработки второго соответствующего сигнала. В указанных примерах интерфейс 246 связи может быть выполнен с возможностью обеспечения беспроводной передачи второго соответствующего сигнала или другого сигнала, который передает измеренный таким образом объем композиции предшественника аэрозоля внутри многоразового резервуара в удаленную систему 508 заказа. Удаленная система заказа затем может быть сконфигурирована для автоматического заказа емкости для повторного заполнения резервуара, когда объем становится ниже второго заранее определенного порогового значения объема. В некоторых из указанных примеров интерфейс связи может дополнительно инициировать оплату заказа с использованием связи с ближним радиусом действия.
Вышеприведенное описание использования изделия (изделий) может быть применено к различным вариантам реализации, описанным в данном документе, посредством незначительных преобразований, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в данном документе. Приведенное выше описание использования, однако, не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии (изделиях), как показано на Фиг. 1-5, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению.
Множество модификаций и других вариантов реализации настоящего изобретения, приведенные в данном документе, будут очевидны специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение, имея преимущества раскрытий, представленных в вышеприведенных описании и на прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено раскрытыми конкретными вариантами реализации и предусмотрено, что модификации и другие варианты реализации включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Более того, хотя вышеприведенные описания и сопутствующие чертежи раскрывают варианты реализации в контексте определенных примеров комбинаций элементов и/или функций, следует понимать, что различные комбинации элементов и/или функций могут быть обеспечены в альтернативных вариантах реализации без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. В этом отношении, например, также подразумеваются комбинации элементов и/или функций, отличные от тех, которые явно описаны выше, как это может быть указано в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Хотя в данном документе используются определенные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.
Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к устройствам доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит нагревательный элемент, расположенный внутри кожуха, управляемый для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит клапан, выполненный с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревательному элементу. Устройство доставки аэрозоля содержит датчик, выполненный с возможностью измерения отражательной способности или температуры нагревательного элемента и выработки соответствующего сигнала. Устройство доставки аэрозоля также содержит компонент управления, выполненный с возможностью приема соответствующего сигнала и определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе на основе измеренной таким образом отражательной способности или температуры. Компонент управления выполнен с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше или ниже заранее определенного порогового значения объема. Также раскрыт управляющий корпус, соединенный или имеющий возможность соединения с картриджем и образующий устройство доставки аэрозоля. Технический результат заключается в повышении эффективности эксплуатации устройства доставки аэрозоля. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее:
кожух, образующий резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля; и
нагревательный элемент, расположенный внутри кожуха, управляемый для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля;
клапан, выполненный с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревательному элементу;
датчик, выполненный с возможностью измерения отражательной способности или температуры нагревательного элемента и выработки соответствующего сигнала; и
компонент управления, выполненный с возможностью приема соответствующего сигнала и определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе на основе измеренной таким образом отражательной способности или температуры, причем компонент управления выполнен с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше или ниже заранее определенного порогового значения объема.
2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором датчик представляет собой или содержит оптический датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения отражательной способности в отношении света на нагревательном элементе, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом отражательной способности.
3. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором датчик представляет собой или содержит датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры нагревательного элемента, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом температуры.
4. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором клапан представляет собой или содержит однофазный асинхронный двигатель, частота вращения которого является переменной и пропорциональна скорости потока композиции предшественника аэрозоля,
причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном соответственно для уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя и, тем самым, указанной скорости.
5. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором заранее определенное пороговое значение объема включает первое и второе пороговые значения объема,
причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше первого порогового значения объема или ниже второго порогового значения объема.
6. Устройство доставки аэрозоля по п. 5, в котором первое и второе пороговые значения объема составляют соответственно 100 миллилитров (мл) и 10 мл,
причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости включает его выполнение с возможностью управления клапаном для постепенного уменьшения или увеличения скорости до тех пор, пока соответственно не прекратится поток композиции предшественника аэрозоля или объем не превысит 100 мл.
7. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха,
при этом устройство доставки аэрозоля также содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления потока жидкости и выработки второго соответствующего сигнала,
причем компонент управления выполнен с возможностью приема второго соответствующего сигнала и управления клапаном для дополнительного уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля пропорционально измеренному таким образом давлению.
8. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха,
причем устройство доставки аэрозоля также содержит датчики давления и влажности, выполненные с возможностью измерения давления потока жидкости, объемного давления и влажности окружающей среды устройства доставки аэрозоля и выработки вторых соответствующих сигналов,
при этом выполнение компонента управления с возможностью приема соответствующего сигнала также включает его выполнение с возможностью приема вторых соответствующих сигналов, и выполнение компонента управления с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля также включает его выполнение с возможностью определения оптимальной скорости потока композиции предшественника аэрозоля на основе объема композиции предшественника аэрозоля, определенного таким образом, и давления потока жидкости, объемного давления и влажности, измеренных таким образом, и
выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости для соответствия оптимальной скорости, определенной таким образом.
9. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, дополнительно содержащее:
датчик потока жидкости, выполненный с возможностью измерения скорости потока композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу; и
отображающее устройство, управляемое для представления скорости, измеренной таким образом.
10. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором резервуар представляет собой многоразовый резервуар, и устройство доставки аэрозоля также содержит:
датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения объема композиции предшественника аэрозоля в многоразовом резервуаре и выработки второго соответствующего сигнала; и
интерфейс связи, выполненный с возможностью обеспечения беспроводной передачи второго соответствующего сигнала или другого сигнала, который передает измеренный таким образом объем композиции предшественника аэрозоля внутри многоразового резервуара, в удаленную систему заказа, выполненную с возможностью автоматического заказа емкости для повторного заполнения резервуара, когда объем становится ниже второго заранее определенного порогового значения объема.
11. Управляющий корпус, соединенный или выполненный с возможностью соединения с картриджем с образованием устройства доставки аэрозоля, причем картридж образует резервуар, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и оснащен нагревательным элементом, управляемым для активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, и клапан, выполненный с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля от резервуара к нагревательному элементу, причем управляющий корпус содержит:
кожух и
датчик, расположенный внутри корпуса, выполненный с возможностью измерения отражательной способности или температуры нагревательного элемента и выработки соответствующего сигнала; и
компонент управления, выполненный с возможностью приема соответствующего сигнала и определения объема композиции предшественника аэрозоля на нагревательном элементе на основе измеренной таким образом отражательной способности или температуры, причем компонент управления выполнен с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше или ниже заранее определенного порогового значения объема.
12. Управляющий корпус по п. 11, в котором датчик представляет собой или содержит оптический датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения отражательной способности в отношении света на нагревательном элементе, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом отражательной способности.
13. Управляющий корпус по п. 11, в котором датчик представляет собой или содержит датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры нагревательного элемента, а компонент управления выполнен с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля на основе измеренной таким образом температуры.
14. Управляющий корпус по п. 11, в котором клапан представляет собой или содержит однофазный асинхронный двигатель, частота вращения которого является переменной и пропорциональна скорости потока композиции предшественника аэрозоля,
причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном соответственно для уменьшения или увеличения частоты вращения двигателя и, тем самым, указанной скорости.
15. Управляющий корпус по п. 11, в котором заранее определенное пороговое значение объема включает первое и второе пороговые значения объема,
причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля, когда объем соответственно выше первого порогового значения объема или ниже второго порогового значения объема.
16. Управляющий корпус по п. 15, в котором первое и второе пороговые значения объема составляют соответственно 100 миллилитров (мл) и 10 мл,
причем выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости включает его выполнение с возможностью управления клапаном для постепенного уменьшения или увеличения скорости до тех пор, пока соответственно не прекратится поток композиции предшественника аэрозоля или объем не превысит 100 мл.
17. Управляющий корпус по п. 11, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха,
при этом устройство доставки аэрозоля также содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления потока жидкости и выработки второго соответствующего сигнала,
причем компонент управления выполнен с возможностью приема второго соответствующего сигнала и управления клапаном для дополнительного уменьшения или увеличения скорости потока композиции предшественника аэрозоля пропорционально измеренному таким образом давлению.
18. Управляющий корпус по п. 11, в котором выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном только в тех случаях, когда обнаружен поток жидкости по меньшей мере через часть кожуха,
при этом управляющий корпус также содержит датчики давления и влажности, выполненные с возможностью измерения давления потока жидкости, объемного давления и влажности окружающей среды устройства доставки аэрозоля и выработки вторых соответствующих сигналов,
причем выполнение компонента управления с возможностью приема соответствующего сигнала включает его выполнение с возможностью приема вторых соответствующих сигналов, и выполнение компонента управления с возможностью определения объема композиции предшественника аэрозоля включает его выполнение с возможностью определения оптимальной скорости потока композиции предшественника аэрозоля на основе объема композиции предшественника аэрозоля, определенного таким образом, и давления потока жидкости, объемного давления и влажности, измеренных таким образом, и
выполнение компонента управления с возможностью управления клапаном включает его выполнение с возможностью управления клапаном для уменьшения или увеличения скорости для соответствия оптимальной скорости, определенной таким образом.
19. Управляющий корпус по п. 11, дополнительно содержащий: датчик потока жидкости, выполненный с возможностью измерения скорости потока композиции предшественника аэрозоля к нагревательному элементу; и
отображающее устройство, управляемое для представления скорости, измеренной таким образом.
20. Управляющий корпус по п. 11, в котором резервуар представляет собой многоразовый резервуар, а устройство доставки аэрозоля также содержит:
датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью измерения объема композиции предшественника аэрозоля в многоразовом резервуаре и выработки второго соответствующего сигнала; и
интерфейс связи, выполненный с возможностью обеспечения беспроводной передачи второго соответствующего сигнала или другого сигнала, который передает измеренный таким образом объем композиции предшественника аэрозоля внутри многоразового резервуара, в удаленную систему заказа, выполненную с возможностью автоматического заказа емкости для повторного заполнения резервуара, когда объем становится ниже второго заранее определенного порогового значения объема.
| US 2014060554 A1, 06.03.2014 | |||
| US 2012048266 A1, 01.03.2012 | |||
| WO 2013083634 A1, 13.06.2013 | |||
| СИСТЕМА ГЕНЕРИРОВАНИЯ НИКОТИНОВОГО АЭРОЗОЛЯ НА ОСНОВЕ ТАБАКА | 2010 |
|
RU2536115C2 |
| ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРА | 2013 |
|
RU2596108C1 |
| WO 2012085203 A1, 20.12.2014. | |||
