ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА СОЗДАНИЯ ПАРА Российский патент 2022 года по МПК A24F47/00 

Область техники

Изобретение относится к электронным системам создания пара, таким как электронные системы доставки никотина (например, электронные сигареты).

Уровень техники

На фиг. 1 приведена схема обычной электронной сигареты 10. Данная электронная сигарета имеет в целом цилиндрическую форму, вытянутую вдоль продольной оси, показанной пунктирной линией LA, и содержит два основных компонента, а именно, блок управления 20 и картомайзер 30. Картомайзер содержит внутреннюю камеру, в которой находится емкость с жидким составом, содержащим никотин, испаритель (такой как нагреватель), и мундштук 35. Картомайзер 30 может также дополнительно содержать фитиль или аналогичное устройство для доставки небольшого количества жидкости из емкости к нагревателю. Блок управления 20 содержит перезаряжаемый аккумулятор, обеспечивающий питание для электронной сигареты 10, и печатную плату, обеспечивающую общее управление электронной сигаретой. При поступлении от аккумулятора питания на нагреватель под управлением печатной платы, нагреватель испаряет никотин, и этот пар (аэрозоль) затем вдыхается потребителем через мундштук 35.

Блок управления 20 и картомайзер 30 могут отсоединяться друг от друга путем разделения в направлении, параллельном продольной оси LA, как показано на фиг. 1, но соединены друг с другом, когда устройство 10 используется, соединением, схематично показанным в виде элементов 25A и 25Bна фиг. 1, с целью обеспечения электрического и механического соединения блока управления 20 с картомайзером 30. Электрический разъем блока управления 20, служащий для подсоединения к картомайзеру, используется также в качестве патрона для подсоединения зарядного устройства (не показано), когда блок управления отсоединяют от картомайзера 30. Картомайзер 30 можно отделить от блока управления 20 и утилизировать, когда подача никотина иссякнет, и заменить другим картомайзером при необходимости.

На фиг. 2 и 3 представлены схемы блока управления 20 и картомайзера 30, соответственно, электронной сигареты, показанной на фиг. 1. Следует отметить, что различные компоненты и детали, такие как обмотка и сложные формы, для обеспечения ясности на фиг. 2 и 3 были опущены. Как показано на фиг. 2, блок управления 20 содержит аккумулятор или батарейку 210 для питания электронной сигареты 10, а также чип, такой как (микро)контроллер, для управления электронной сигаретой 10. Контроллер прикреплен к небольшой печатной плате (ПП) 215, который включает в себя также блок датчика. Когда пользователь делает затяжку через мундштук, воздух втягивается в электронную сигарету через одно или несколько отверстий входа воздуха (на фиг. 1 и 2 не показаны). Блок датчика обнаруживает этот поток воздуха, и в ответ на это, контроллер обеспечивает подачу питания от аккумулятора 210 на нагреватель в картомайзере 30.

Как показано на фиг. 3, картомайзер 30 содержит воздушный канал 161, проходящий по центральной (продольной) оси картомайзера 30 от мундштука 35 до ниппеля 25A, служащего для подсоединения картомайзера к блоку управления 20. Воздушный канал 161 окружен емкостью никотин-содержащей жидкости 170. Эта емкость 170 может быть выполнена, например, в виде хлопка или пеноматериала, пропитанного данной жидкостью. Картомайзер содержит также нагреватель 155 в форме обмотки для нагрева жидкости из емкости 170 для генерирования пара, который проходит по воздушному каналу 161 и выходит через мундштук 35. Питание к нагревателю подается по линиям 166 и 167, которые, в свою очередь, соединены с противоположными полюсами (положительным и отрицательным, или наоборот) аккумулятора 210 через ниппель 25A.

На одном конце блока управления выполнен ниппель 25B, служащий для соединения блока управления 20 с ниппелем 25A картомайзера 30. Ниппели 25A и 25B обеспечивают механическое и электрическое соединение блока управления 20 с картомайзером 30. Ниппель 25B содержит два электрических контакта, а именно, внешний контакт 240 и внутренний контакт 250, которые отделены друг от друга изолятором 260. Аналогичным образом, ниппель 25A содержит внутренний электрод 175 и внешний электрод 171, разделенные изолятором 172. Когда картомайзер 30 соединен с блоком управления 20, внутренний электрод 175 и внешний электрод 171 картомайзера 30 входят в контакт с внутренним контактом 250 и внешним контактом 240, соответственно, блока управления 20. Внутренний контакт 250 смонтирован на спиральной пружине 255, таким образом, что внутренний электрод 175, упирающийся во внутренний контакт 250, сжимает спиральную пружину 255, чем обеспечивается хороший электрический контакт при соединении картомайзера 30 с блоком управления 20.

Ниппель картомайзера снабжен двумя выступами или ушками 180A, 180B, отходящими в противоположных направлениях в сторону от продольной оси электронной сигареты. Эти ушки служат для создания байонетного замка для соединения картомайзера 30 с блоком управления 20. Следует иметь в виду, что в других вариантах реализации могут использоваться и другие типы соединений между блоком управления 20 и картомайзером 30, такие как защелкивающийся разъем или резьбовое соединение.

Как уже указывалось выше, картомайзер 30, как правило, утилизируют после того, как емкость 170 с жидкостью окажется выработанной, после чего покупают и устанавливают новый картомайзер. И наоборот, блок управления 20 используется с несколькими картомайзерами. Таким образом, особенно желательно, чтобы стоимость картомайзера была относительно невысокой. Один из методов решения этой задачи заключается в создании трехэлементной конструкции, включающей в себя (i) блок управления, (ii) испаритель и (iii) емкость с жидкостью. В таком трехэлементном устройстве только конечная часть, а именно, емкость с жидкостью, является элементом одноразового использования, а блок управления и испаритель являются элементами многоразового использования. Однако трехэлементное устройство может повысить степень сложности изделия в целом, как в плане производства, так и с точки зрения пользовательского применения. Кроме того, в таком трехэлементном устройстве создание фитильной конструкции типа представленной на фиг. 3 для доставки жидкости из емкости к нагревателю может оказаться затруднительным.

Другой подход к решению задачи заключается в создании заправляемого картомайзера 30, так что он более не будет являться элементом одноразового применения. Однако, создание заправляемого картомайзера может привести к потенциальным проблемам, например, пользователь может попытаться заполнить картомайзер не подходящей для этой цели жидкостью (жидкостью, не предусмотренной для заправки фирмой-поставщиком электронной сигареты). Существует риск, что использование подобной неподходящей жидкости может привести к приобретению некачественного потребительского опыта, и/или оказаться потенциально опасным, за счет повреждения электронной сигареты или возможного образования токсичного пара.

Таким образом, существующие попытки снижения стоимости компонента одноразового применения (или попытки избежать необходимости использования такого одноразового компонента) имели лишь ограниченный успех.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение определяется прилагаемой формулой изобретения.

Различными вариантами реализации изобретения предусматривается электронная система создания пара, имеющая продольную ось. Электронная система создания пара содержит блок управления и по меньшей мере один картридж, выполненный с возможностью прикрепления к блоку управления и отсоединения от него в направлении в целом по продольной оси. По меньшей мере один картридж содержит емкость с испаряемой жидкостью. Электронная система создания пара дополнительно содержит узел индукционного нагрева, содержащий по меньшей мере одну обмотку возбуждения и множество нагревательных элементов. Нагревательные элементы расположены по меньшей мере в одном картридже для испарения указанной жидкости. По меньшей мере один картридж выполнен с возможностью подачи жидкости из емкости на нагревательные элементы для испарения. По меньшей мере один картридж при соединении с блоком управления располагается таким образом, что нагревательные элементы находятся в пределах по меньшей мере одной обмотки возбуждения. Электронная система создания пара выполнена с обеспечением возможности выборочного включения различных нагревательных элементов из множества нагревательных элементов.

Раскрываемый здесь подход не ограничивается конкретными вариантами реализации, например, рассмотренными в настоящем описании, но включает в себя и охватывает все соответствующие комбинации описанных здесь отличительных признаков. Например, электронная система создания пара согласно настоящему изобретению может содержать один или несколько отличительных признаков, рассматриваемых ниже в качестве соответствующих.

Краткое описание чертежей

Ниже будет приведено подробное описание различных вариантов реализации настоящего изобретения, приводимых лишь в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 – блок-схема известной конструкции электронной сигареты;

на фиг. 2 – схема блока управления электронной сигареты, показанной на фиг. 1;

на фиг. 3 – схема картомайзера электронной сигареты, показанной на фиг. 1;

на фиг. 4 – схема электронной сигареты согласно некоторым возможным вариантам реализации настоящего изобретения, на которой показаны блок управления в сборке с картриджем (вверху), блок управления (посередине), и картридж (внизу);

на фиг. 5 и 6 – схемы электронной сигареты согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг. 7 – блок-схема электронной системы управления для электронной сигареты, показанной на фиг. 4, 5 и 6, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг. 7A, 7B и 7C – блок-схемы части электронной системы управления для электронной сигареты, показанной на фиг. 6, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 4 приведена схема электронной сигареты 410 согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения (следует иметь в виду, что термин «электронная сигарета» в настоящем описании используется в качестве синонима к другим аналогичным терминам, таким как «электронная система создания пара», «электронная система создания аэрозоля», и т.п.). Электронная сигарета 410 содержит блок управления 420 и картридж 430. На фиг. 4 показан блок управления 420 в сборке с картриджем 430 (вверху), блок управления отдельно (посередине), и картридж отдельно (внизу). Обратите внимание, что для ясности опущены некоторые детали реализации, например, внутренняя проводка, и т.п.

Как видно из фиг. 4, электронная сигарета 410 имеет в целом цилиндрическую форму с центральной (продольной) осью, обозначенной аббревиатурой «LA» и показанной пунктирной линией. Следует иметь в виде, что, в зависимости от желания, сечение цилиндра по плоскости, перпендикулярной линии LA, может иметь круглую, эллиптическую, квадратную, прямоугольную, шестигранную и другую геометрически правильную или неправильную форму. Общий профиль и форма, то есть форм-фактор электронной сигареты 410 является (или может быть сделан) таким же, как и у электронной сигареты 10, показанной на фиг. 1-3. Это соответствие может являться полезным по различным причинам, например, благодаря возможности использования одних и тех же компонентов и узлов, приемлемости для пользователя и простоты в эксплуатации, узнаваемости бренда, и т.д.

На одном конце картриджа 430 расположен мундштук 435, а противоположный конец электронной сигареты 410 (в направлении по продольной оси) обозначен как конец 424. Конец картриджа 430, расположенный в продольном направлении напротив мундштука 435, обозначен ссылочной позицией 431, а конец блока управления 420, расположенный в продольном направлении напротив конца 424, обозначен ссылочной позицией 421.

Картридж 430 можно соединять с блоком управления 420 и отсоединять от него путем перемещения вдоль продольной оси. В частности, конец 431 картриджа может входить в зацепление с концом блока управления 421 и выходить из зацепления с ним. Таким образом, концы 421 и 431 мы будем называть соединительным концом блока управления и соединительным концом картриджа, соответственно.

Блок управления 420 содержит аккумулятор 411 и печатную плату 415, служащие для обеспечения возможности управления электронной сигаретой, например, посредством обеспечения контроллера, процессора, микросхемы ASIC или аналогичной управляющей ИС. Аккумулятор, как правило, бывает цилиндрической формы, и имеет центральную ось, совпадающую или проходящую параллельно продольной оси LA электронной сигареты. На фиг. 4 печатная плата 415 показана расположенной на удалении от аккумулятора 411 в продольном направлении, в сторону от картриджа 430. Однако специалисту будет ясно, что печатная плата 415 может располагаться и в других местах, например, на противоположном конце аккумулятора.

Еще одна возможность заключается в том, чтобы разместить печатную плату 415 вдоль стороны аккумулятора; например, для электронной сигареты 410, имеющей прямоугольную форму поперечного сечения, печатная плата может быть расположена рядом с одной из внешних стенок электронной сигареты, а аккумулятор 411 тогда слегка смещен к противоположной внешней стенке электронной сигареты 410. Следует отметить также, что функциональные возможности, обеспечиваемые печатной платой 415 (как более подробно описано ниже), могут быть распределены между несколькими печатными платами и/или устройствами, не установленными на ПП, и эти дополнительные устройства и/или ПП могут быть соответствующим образом размещены в электронной сигарете 410.

Аккумулятор или батарейка 411, как правило, является перезаряжаемой, и при этом могут поддерживаться один или несколько механизмов повторной зарядки. Например, может быть предусмотрено зарядное соединение (на фиг. 4 не показано) на конце 424, и/или на соединительном конце 421, и/или вдоль стороны электронной сигареты. Кроме того, электронная сигарета 410 может поддерживать индукционную зарядку аккумулятора 411, дополнительно к (или взамен) зарядки с помощью одного или нескольких зарядных соединений или разъемов.

Блок управления 420 содержит трубчатую часть 440, отходящую по продольной оси LA в сторону от соединительного конца 421 блока управления. Трубчатая часть 440 образована снаружи внешней стенкой 442, которая, как правило, может представлять собой часть общей внешней стенки или корпуса блока управления 420, и изнутри внутренней стенкой 424. Полость 426 образована внутренней стенкой 424 трубчатой части и соединительным концом 421 блока управления 420. В эту полость 426 может входить по меньшей чаре часть картриджа 430, когда он соединяется с блоком управления (как показано на фиг. 4 вверху).

Внутренняя стенка 424 и внешняя стенка 442 трубчатой части образуют кольцевое пространство, проходящее вдоль продольной оси LA. В данном кольцевом пространстве расположена обмотка (обмотка возбуждения или нагревательная обмотка) 450, центральная ось которой практически совпадает с продольной осью LA электронной сигареты 410. Обмотка 450 электрически соединена с аккумулятором 411 и печатной платой 415, которые обеспечивают подачу питания и управление обмоткой, таким образом, что при работе обмотка может обеспечивать индукционный нагрев картриджа 430.

Картридж содержит емкость 470, заполненную жидким составом (как правило, содержащим никотин). Эта емкость представляет собой отделение картриджа практически кольцевой формы, образованное между внешней стенкой 476 картриджа и внутренней трубкой или стенкой 472 картриджа, обе из которых практически соосны продольной оси LA электронной сигареты 410. Жидкий состав может находиться в емкости 470 в свободном виде или, как вариант, в какой-либо другой структуре или материале, например, в губке, помогающей удерживать жидкость внутри емкости.

Внешняя стенка 476 имеет часть 476A уменьшенного поперечного сечения. Это позволяет вставлять данную часть 476A картриджа в полость 426 блока управления с целью соединения картриджа 430 с блоком управления 420. Остальная часть внешней стенки имеет большее поперечное сечение, что сделано для увеличения объема емкости 470, а также для создания непрерывной внешней поверхности электронной сигареты, т.е. для того, чтобы стенка 476 картриджа была заподлицо с внешней стенкой 442 трубчатой части 440 блока управления 420. Следует понимать, однако, что другие варианты реализации электронной сигареты 410 могут иметь конструкционно более сложную внешнюю поверхность (по сравнению с гладкой внешней поверхностью, показанной на фиг. 4).

Внутренняя поверхность трубки 472 образует канал 461, проходящий в направлении движения воздуха от воздушного входа 461A (расположенного на конце 431 картриджа, соединенного с блоком управления) до воздушного выхода 461B, образуемого мундштуком 435.

В центральном канале 461, и, следовательно, в потоке воздуха, проходящего через картридж, находятся нагреватель 455 и фитиль 454. Как показано на фиг. 4, нагреватель 455 расположен приблизительно в центре обмотки возбуждения 450. В частности, правильное расположение нагревателя 455 в направлении по продольной оси обеспечивается в момент соединения картриджа 430 с блоком управления 420, когда часть 476A уменьшенного поперечного сечения картриджа 430 упирается в конец (ближний к мундштуку 435) трубчатой части 440 блока управления 420, как показано на фиг. 4 вверху).

Нагреватель 455 выполнен из металла с целью обеспечения возможности его использования в качестве токоприемника (детали) при индукционном нагреве узла. В частности, узел индукционного нагрева содержит обмотку возбуждения (индукционную обмотку) 450, которая обеспечивает создание изменяющегося с высокой частотой магнитного поля (при подаче соответствующего питания от аккумулятора 411 и управлении контроллером на ПП 415). Это магнитное поле является наиболее сильным в центре обмотки, т.е. в полости 426, где расположен нагреватель 455. Изменение магнитного поля приводит к образованию вихревых токов в электропроводном нагревателе 455, что обеспечивает резистивный нагрев нагревательного элемента 455.

Следует отметить, что высокая частота изменения магнитного поля приводит к образованию вихревых токов в основном в поверхностном слое нагревательного элемента (за счет скин-эффекта), что повышает эффективное сопротивление нагревательного элемента, и, следовательно, результирующий нагревательный эффект.

Кроме того, нагревательный элемент 455, как правило, выполняется не просто из электропроводного материала, а из магнитного материала с высокой магнитной проницаемостью, например, из черного металла.

При этом активные (омические) потери дополняются потерями от магнитного гистерезиса (что обусловлено повторяющимся переворачиванием магнитных доменов), что обеспечивает более эффективную передачу мощности от обмотки возбуждения 450 к нагревательному элементу 455.

Нагреватель по меньшей мере частично окружен фитилем 454. Фитиль служит для подачи жидкости из емкости 470 на нагреватель 455 для парообразования. Данный фитиль может быть выполнен из подходящего материала, например, из термостойкого волокнистого материала, и, как правило, проходит из канала 461 сквозь отверстия во внутренней трубке 472, чтобы попасть в емкость 470. Фитиль 454 служит для регулируемого подвода жидкости к нагревателю 455, таким образом, что данный фитиль не позволяет жидкости свободно перетекать из емкости в канал 461 (такое удержание жидкости может также осуществляться за счет заполнения емкости соответствующим материалом). Вместо этого, жидкость удерживается фитилем 454 внутри емкости 470, а также на самом фитиле 454, пока не будет включен нагреватель 455, после чего жидкость, удерживаемая фитилем 454, испаряется, и пар поступает в воздушный поток, перемещаясь по каналу 461 и выходя через мундштук 435. Затем фитиль 454 втягивает в себя дополнительное количество жидкости из емкости 470, и процесс повторяется с последующим испарением (и вдыханием пользователем), до тех пот, пока картридж не будет выработан.

Несмотря на то, что на фиг. 4 фитиль 454 и нагревательный элемент 455 изображены в виде раздельных элементов (хотя фитиль 454 и охватывает нагревательный элемент 455), в некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 455 и фитиль 454 могут быть выполнены в виде единого компонента, например, в виде нагревательного элемента, выполненного из пористого волокнистого стального материала, который может выполнять функцию как фитиля 454, так и нагревателя. Кроме того, хотя фитиль 454, показанный на фиг. 4, выполняет функцию опоры для нагревательного элемента 455, в других вариантах реализации нагревательный элемент 455 может иметь свои собственные опорные элементы, например, может быть установлен внутри трубки 472 (вместо того, чтобы быть размещенным внутри нагревательного элемента).

Нагреватель 455 может быть в целом плоским и перпендикулярным центральной оси обмотки 450 и продольной оси LA электронной сигареты, поскольку индукция происходит в основном в этой плоскости. Несмотря на то, что, как показано на фиг. 4, нагреватель 455 и фитиль 454 перекрывают весь диаметр внутренней трубки 472, как правило, нагреватель 455 и фитиль 454 не закрывают все поперечное сечение воздушного канала 461. Вместо этого обычно оставляют пространство для прохода воздуха по внутренней трубке от входа 461A и вокруг нагревателя 455 и фитиля 454 с целью забора пара, генерированного нагревателем. Например, при взгляде вдоль продольной оси LA, нагреватель и фитиль могут иметь кольцеобразную конфигурацию с центральным отверстием (не показано на фиг. 4) для прохода потока воздуха по каналу 461. Возможны и многие другие конфигурации, например, нагреватель Y-образной или X-образной формы. (Следует иметь в виду, что в таких вариантах реализации ширина веток Y-образной или X-образной структур должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить лучшую индукцию).

Несмотря на то, что, как показано на фиг. 4, соединительный конец 431 картриджа закрывает воздушный вход 461A, в данном соединительном конце картриджа могут быть выполнены одно или несколько отверстий (не показаны на фиг. 4) для обеспечения лучшего поступления воздуха в канал 461. Следует отметить также, что в конфигурации, показанной на фиг. 4, имеется небольшой зазор 422 между соединительным концом 431 картриджа 430 и соответствующим соединительным концом 421 блока управления. Воздух может всасываться через этот зазор 422 из воздушного входа 461 A.

В данной электронной сигарете может обеспечиваться один или несколько путей поступления воздуха в зазор 422. Например, может иметься в наличии достаточное пространство между внешней стенкой 476A картриджа и внутренней стенкой 444 трубчатой части 440 для обеспечения поступления воздуха в зазор 422. Такое пространство естественным образом образуется, если картридж неплотно вставляется в полость 426. Как вариант, могут быть предусмотрены один или несколько каналов, выполненные в виде небольших канавок вдоль одной или обеих этих стенок, служащие для обеспечения поступления воздуха. Еще одна возможность заключается в создании в корпусе блока управления 420 одного или нескольких отверстий, служащих, во-первых, для обеспечения поступления воздуха в блок управления, и для отвода воздуха из блока управления в зазор 422. Например, отверстия для обеспечения поступления воздуха в блок управления могут быть расположены так, как это показано на фиг. 4 стрелками 428A и 428B, и в соединительном конце 421 могут быть выполнены одно или несколько отверстий (не показаны на фиг. 4) для прохождения воздуха из блока управления 420 в зазор 422 (и оттуда в картридж 430). В других вариантах реализации зазор 422 может отсутствовать, и воздушный поток может, например, поступать непосредственно из блока управления 420 по воздушному входу 461A в картридж 430.

Электронная сигарета может быть снабжена одним или несколькими механизмами активации блок индукционного нагрева, т.е. включения обмотки возбуждения 450 для нагрева нагревательного элемента 455. Один из возможных механизмов активации заключается в создании кнопки 429 на блоке управления, которую пользователь может нажимать для активации нагревателя. Эта кнопка может представлять собой механическое устройство, сенсорную кнопку, ползунковый переключатель, и т.д. Нагреватель может оставаться в активированном состоянии столько времени, сколько пользователь удерживает или повторно нажимает кнопку 429, при условии, что максимальное время активации соответствует продолжительности выполнения одной затяжки (как правило, несколько секунд). По достижении данного максимального времени активации контроллер может автоматически деактивировать индукционный нагреватель для предотвращения перегрева. Контроллер может также обеспечивать минимальный интервал (как правило, также равный нескольким секундам) между двумя последовательными включениями.

Активация блока индукционного нагрева может также осуществляться воздушным потоком, возникающим при выполнении затяжки пользователем. В частности, блок управления 420 может быть снабжен датчиком расхода воздуха для обнаружения воздушного потока (или перепада давлений), возникающего при выполнении затяжки пользователем. В этом случае, датчик расхода воздуха может только информировать контроллер о данном обнаружении, и активация индукционного нагревателя производится соответствующим образом. Индукционный нагреватель может оставаться в активированном состоянии столько, сколько воздушный поток продолжает быть обнаруженным, при условии, как было указано выше, соблюдения максимального времени активации (а также, как правило, минимального интервала между затяжками).

Активация нагревателя с помощью воздушного потока может использоваться вместо введения в конструкцию кнопки 429 (которая, таким образом, может отсутствовать), или, как вариант, в электронной сигарете может быть предусмотрена двойная активация, т.е. одновременно за счет обнаружения воздушного потока и за счет нажатия кнопки 429. Такая двойная активация может обеспечивать предотвращение случайной активации электронной сигареты.

Следует понимать, что использование датчика расхода воздуха обычно предполагает прохождение через блок управления во время затяжки расхода воздуха, который может быть обнаружен (даже если данный расход воздуха составляет лишь часть общего расхода воздуха, вдыхаемого пользователем). Если такой расход воздуха не проходит через блок управления, то для активации может быть использована кнопка 429, хотя можно также сделать так, чтобы датчик расхода воздуха производил обнаружение расхода воздуха, не проходящего сквозь блок управления 420, а обтекающего его поверхность.

Существуют различные способы, обеспечивающие сохранение картриджа внутри блока управления. Например, внутренняя стенка 444 трубчатой части 440 блока управления 420 и внешняя стенка части 476A уменьшенного поперечного сечения могут быть выполнены с резьбой (не показана на фиг. 4) для соединения друг с другом. Могут использоваться и другие типы механических соединений, такие как защелкивающийся разъем, замковое устройство (возможно, с освобождающей кнопкой, и т.п.). Кроме того, блок управления может быть снабжен дополнительными компонентами для обеспечения механизма соединения, как будет показано ниже.

В целом, крепление картриджа 430 к блоку управления 420 электронной сигареты 410, показанной на фиг. 4, проще, чем у электронной сигареты 10, изображенной на фиг. 1- 3. В частности, использование индукционного нагрева для электронной сигареты 410 позволяет сделать соединение между картриджем 430 и блоком управления 420 только механическим, вместо того, чтобы создавать электрическое соединение с проводкой к резистивному нагревателю. Таким образом, механическое соединение может быть выполнено, если требуется, с помощью формовки пластика корпуса картриджа и блока управления; и, наоборот, в электронной сигарете 10, показанной на фиг. 1-3, корпусы картомайзера и блока управления должны быть каким-то образом прикреплены к металлическому ниппелю. Кроме того, ниппель показанной на фиг. 1-3 электронной сигареты 10 должен быть выполнен достаточной точно, чтобы обеспечивалось надежное электрическое соединение с низким контактным сопротивлением между блоком управления и картомайзером. И, наоборот, производственные допуски для чисто механического соединения картриджа 430 с блоком управления 420 электронной сигареты 410, в целом, могут быть больше. Все эти факторы помогают упростить производство картриджа и, таким образом, уменьшить стоимость этого расходного компонента (компонента одноразового применения).

Далее, при обычном резистивном нагреве часто используется металлическая нагревательная обмотка, окружающая волокнистый фитиль, однако, автоматизация производства данного узла является довольно трудной задачей. И, наоборот, индуктивный нагревательный элемент 455 обычно выполняется в виде какого-либо металлического диска (или другого элемента в целом плоской формы), интегрировать который в автоматизированный производственный процесс гораздо проще. Это также помогает снизить затраты на производство расходного картриджа 430.

Еще одним преимуществом индукционного нагрева является то, что в обычной сигарете может использоваться припой для соединения проводки подвода питания с обмоткой резистивного нагревателя. Однако существуют определенные опасения, что тепло, исходящее от обмотки при работе такой электронной сигареты, будет приводить к испарению нежелательных компонентов из припоя, которые будут вдыхаться пользователем. И, наоборот, при использовании индукционного нагревательного элемента 455 проводка отсутствует, и, следовательно, использовать припой в картридже не нужно. Кроме того, обмотка резистивного нагревателя в обычной электронной сигарете, как правило, представляет собой проволоку сравнительно малого диаметра (для повышения сопротивления и, таким образом, нагревательного эффекта). Однако такая тонкая проволока является относительно нежным элементом, который может быть подвержен повреждениям вследствие неправильного механического обращения и/или возможного локального перегрева и расплавления. Напротив, дисковидный нагревательный элемент 455, используемый для индукционного нагрева, в целом является более стойким к такого рода повреждениям.

На фиг. 5 и 6 приведены схемы электронной сигареты согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Во избежание повторения, некоторые аспекты фиг. 5 и 6, в целом, аналогичные рассмотренным при анализе фиг. 4, не будут описываться снова; мы рассмотрим лишь те из них, которые необходимы для объяснения отличительных признаков устройства, изображенного на фиг. 5 и 6. Обратите внимание также, что ссылочные позиции, имеющие такие же две последние цифры, обычно служат для обозначения таких же или аналогичных (или каким-либо другим образом соответствующих) компонентов, изображенных на фиг. 4-6 (при этом первая цифра ссылочной позиции соответствует номеру фигуры, содержащей данную ссылочную позицию).

В электронной сигарете, показанной на фиг. 5, блок управления 520, в целом, аналогичен блоку управления 420, изображенному на фиг. 4, однако, внутреннее строение картриджа 530 немного отличается от внутреннего строения картриджа 430, показанного на фиг. 4. Так, вместо центрального воздушного канала, как в электронной сигарете 410 на фиг. 4, где емкость с жидкостью 470 окружает центральный воздушный канал 461, в электронной сигарете 510 на фиг. 5 воздушный канал 561 смещен от центральной продольной оси (LA) картриджа. В частности, картридж 530 содержит внутреннюю стенку 572, которая делит внутреннюю полость картриджа 530 на две части. Первая часть, ограничиваемая внутренней стенкой 572 и одной частью внешней стенки 576, образует камеру, служащую для размещения в ней емкости 570 с жидким составом. Вторая часть, ограниченная внутренней стенкой 572 и противоположной частью внешней стенки 576, образует воздушный канал 561 электронной сигареты 510.

Кроме того, электронная сигарета 510 не содержит фитиля, а его функцию выполняет пористый нагревательный элемент 555, действующий одновременно и как нагревательный элемент (токоприемник), и как фитиль для регулирования расхода жидкости, поступающего из емкости 570. Пористый нагревательный элемент может быть выполнен, например, из материала, сделанного из спеченных или каким-либо иным образом соединенных стальных волокон.

Нагревательный элемент 555 расположен в конце емкости 570, противоположном мундштуку 535 картриджа, и может образовывать часть или всю стенку торца камеры. Одна сторона нагревательного элемента 555 находится в контакте с жидкостью в емкости 570, в другая сторона нагревательного элемента 555 контактирует с областью воздушного потока 538, которую можно считать частью воздушного канала 561. В частности, указанная область воздушного потока 538 расположена между нагревательным элементом 555 и соединительным концом 531 картриджа 530.

Когда пользователь делает затяжку, втягивая в себя воздух через мундштук 535, воздух поступает в область 538 через соединительный конец 531 картриджа 530 из зазора 522 (аналогично тому, как это было описано при рассмотрении конструкции электронной сигареты 410 на фиг. 4). В ответ на возникающий поток воздуха (и/или на нажатие пользователем кнопки 529), происходит активация обмотки 550 с целью подвода мощности к нагревателю 555, который в результате этого генерирует пар из жидкости в емкости 570. Этот пар затем втягивается потоком воздуха вследствие выполнения пользователем затяжки, проходит по каналу 561 (как показано стрелками) и выходит через мундштук 535.

В электронной сигарете, изображенной на фиг. 6, блок управления 620, в целом, аналогичен блоку управления 420, показанному на фиг. 4, но содержит два картриджа 630A и 630B меньшего размера. Конструкция каждого из этих картриджей аналогична конструкции части 476A уменьшенного поперечного сечения картриджа 420 на фиг. 4. Однако длина каждого из картриджей 630A и 630B равна лишь половине части 476A уменьшенного поперечного сечения картриджа 420 на фиг. 4, что позволяет разместить два картриджа в области электронной сигареты 610, соответствующей полости 426 электронной сигареты 410, показанной на фиг. 4. Кроме того, на соединительном конце 621 блока управления 620 могут быть выполнены, например, одна или несколько распорок или стоек (не показаны на фиг. 6) удержания картриджей 630A, 630B в положении, показанном на фиг. 6 (не давая им закрыть зазор 622).

В электронной сигарете 610 мундштук 635 можно считать частью блока управления 620. В частности, мундштук 635 может быть снабжен снимаемой головкой или колпачком, который может навинчиваться или каким-либо иным способом прикрепляться к остальной части блока управления 620 и сниматься с неё. Головка 635 мундштука отсоединяется от остальной части блока управления 620 для вставки нового или для удаления старого картриджа, и затем снова прикрепляется к блоку управления для пользования электронной сигаретой 610.

Работа отдельных картриджей 630A, 630B в электронной сигарете 610 аналогична работе картриджа 430 в электронной сигарете 410, в том, что каждый из указанных картриджей содержит фитиль 654A, 654B, входящий в соответствующую емкость 670A, 670B. Кроме того, каждый из картриджей 630A, 630B содержит нагревательный элемент 655A, 655B, встроенный в соответствующий фитиль 654A, 654B, питание к которому подводится от соответствующей обмотки 650A, 650B, расположенной в блоке управления 620. Нагреватель 655A, 655B испаряет жидкость, и пар поступает в общий канал 661, проходящий сквозь оба картриджа 630A, 630B и выходящий наружу через мундштук 635.

Для создания различных ароматов электронной сигареты 610 могут использоваться различные картриджи 630A, 630B. Кроме того, несмотря на то, что, как показано на схеме, электронная сигарета 610 содержит два картриджа, следует понимать, что некоторые устройства могут содержать большее количество картриджей. Кроме того, хотя картриджи 630A и 630B имеют одинаковые размеры, в некоторых устройствах могут использоваться картриджи разных размеров. Например, в электронной сигарете может использоваться один картридж большего размера, содержащий никотин-содержащую жидкость, и другой картридж меньшего размера, содержащий ароматизаторы или другие добавки по желанию.

В некоторых случаях электронная сигарета 610 может содержать переменное число картриджей (и работать с ними). Например, в конструкции может быть предусмотрена пружина или другое упругое устройство, установленное на соединительном конце блока управления 621 и проходящее по продольной оси в сторону мундштука 635. При удалении одного из картриджей, показанных на фиг. 6, эта пружина будет прижимать оставшийся картридж/картриджи к мундштуку для обеспечения надежной работы устройства.

Если в электронной сигарете используются несколько картриджей, одно из возможных решений заключается в том, чтобы все картриджи активировались единой обмоткой, охватывающей все картриджи в продольном направлении. Как вариант, может быть предусмотрена отдельная обмотка 650A, 650B для каждого из соответствующих картриджей 630A, 630B, как показано на фиг. 6. Еще одна из возможностей заключается в том, что различные части единой обмотки могут запитываться селективно, как бы имитируя наличие нескольких обмоток.

В случае, если электронная сигарета имеет несколько обмоток для соответствующих картриджей (физически отдельных обмоток или имитируемых посредством селективного запитывания разных частей одной и той же обмотки большего размера), активация электронной сигареты (например, путем обнаружения расхода воздуха вследствие производимой пользователем затяжки и/или за счет нажатия кнопки пользователем) может обеспечивать запитывание всех обмоток. В электронных сигаретах 410, 510, 610, однако, используется селективная активация нескольких обмоток, при которой пользователь может выбирать или указывать, какую именно обмотку следует активировать. Например, электронная сигарета 610 может иметь режим работы или пользовательскую настройку, при которой в ответ на активацию производится запитывание только обмотки 650A, но не обмотки 650B. Это будет приводить к формированию пара из жидкого состава с помощью обмотки 650A, но не обмотки 650B. Это может обеспечивать более высокую универсальность эксплуатации электронной сигареты 610, а именно, возможности генерирования пара определенного типа, без необходимости физического удаления или вставки пользователем различных картриджей для выполнения конкретной затяжки.

Следует понимать, что различные варианты реализации, а именно, электронные сигареты 410, 510 и 610, показанные на фиг. 4-6, приведены лишь в качестве примеров и ни в коем случае не являются исчерпывающими. Например, конструкция картриджа, показанного на фиг. 5, может использоваться в устройстве с несколькими картриджами типа изображенного на фиг. 6. Специалисту будет понятно, что возможно большое число и других различных вариантов реализации, например, путем комбинирования и сопоставления различных отличительных признаков разных вариантов реализации, и, в целом, путем добавления, замены и/или удаления различных отличительных признаков в зависимости от поставленной задачи.

На фиг. 7 приведена блок-схема электронной сигареты 410, 510, 610, показанной на фиг. 4-6, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения. Нагревательный элемент 455, размещенный в картридже 430, может иметь любую подходящую конструкцию или комбинацию конструкций, для индукционного нагрева. Все остальные элементы, показанные на фиг. 7, расположены в блоке управления 420. Следует понимать, что, поскольку блок управления 420 является устройством многоразового использования (в отличие от картриджа 430, который является расходным устройством или устройством одноразового использования), затраты на производство блока управления являются разовыми (единовременными), а затраты на производство картриджа являются повторяющимися. Компоненты блока управления 420 могут быть установлены на печатной плате 415, или могут быть размещены в блоке управления 420 отдельно для совместной работы с печатной платой 415 (если таковая имеется), но физически не установлены на самой печатной плате.

Как показано на фиг. 7, блок управления содержит перезаряжаемый аккумулятор 411, который соединен с зарядным ниппелем или гнездом 725, например, с интерфейсом типа микро-USB. Этот ниппель 725 служит для зарядки аккумулятора 411. Как вариант, или дополнительно, блок управления может также обеспечивать возможность зарядки аккумулятора 411 посредством беспроводного соединения (например, с помощью индуктивной зарядки).

Блок управления 420 содержит также контроллер 715 (такой, как процессор или специализированная интегральная микросхема, ASIC), соединенный с датчиком давления или расхода воздуха 716. Контроллер может активировать индукционный нагрев, как более подробно описывается ниже, в ответ на поступление сигнала об обнаружении расхода воздуха от датчика 716. Кроме того, блок управления 420 содержит также кнопку 429, которая также может быть использована для активации индукционного нагрева, как было описано выше.

На фиг. 7 показан также коммуникационный/пользовательский интерфейс 718 для электронной сигареты. Он может содержать один или несколько объектов в зависимости от конкретного варианта реализации. Например, пользовательский интерфейс может содержать один или несколько световых индикаторов и/или динамик для обеспечения выходного сигнала для пользователя, например, для индикации неисправности системы, состояния зарядки аккумулятора, и т.д. Интерфейс 718 может также обеспечивать беспроводное соединение, такое как Блютус или беспроводная связь малого радиуса действия (NFC), со внешним устройством, таким как смартфон, smartphone, лэптоп, компьютер, ноутбук, планшетник, и т.д. Электронная сигарета может использовать этот коммуникационный интерфейс для вывода информации относительно состояния устройства, статистики применения, и т.п., на внешнее устройство, для удобства использования пользователем. Коммуникационный интерфейс может быть использован также для подачи на электронную сигарету команд, например, команд по настройке конфигурации, вводимых пользователем во внешнее устройство. Например, пользовательский интерфейс 718 и контроллер 715 могут быть использованы для подачи в электронную сигарету команды по выборочной активации различных обмоток 650A, 650B (или части данных обмоток), как было указано выше. В некоторых случаях коммуникационный интерфейс 718 может использовать нагревательную обмотку 450 в качестве антенны беспроводной связи.

Контроллер может быть выполнен с использованием одной или нескольких микросхем, в зависимости от задачи. Управление работой контроллера 715, по меньшей мере, частично, как правило, осуществляется с помощью запускаемого на нем программного обеспечения. Такое программное обеспечение может храниться в энергонезависимом запоминающем устройстве, например, в ПЗУ, которое может быть либо встроено в контроллер 715, либо выполнено в виде отдельного компонента (не показано). Контроллер 715 может получать доступ к ПЗУ для загрузки и выполнения отдельных программ так, как и когда требуется.

Контроллер осуществляет управление индукционным нагревом электронной сигареты, определяя когда устройство должным образом активировано или не активировано, например, было ли обнаружено выполнение пользователем затяжки, и не была ли превышена максимальная продолжительность затяжки. Если контроллер обнаруживает, что электронную сигарету необходимо активировать для вейпинга, контроллер заставляет аккумулятор 411 подавать питание на преобразователь 712. Преобразователь 712 служит для преобразования выходного сигнала постоянного тока от аккумулятора 411 и сигнал переменного тока, как правило, сравнительно высокой частоты, например, 1 МГц (хотя могут быть использованы и другие частоты, такие как 5 кГц, 20 кГц, 80 кГц, 300 кГц, или 300 кГц, или любой диапазон, определяемый двумя такими значениями). Данный сигнал переменного тока затем поступает от преобразователя на нагревательную обмотку 450, с соответствующим согласованием полного сопротивления (не показано на фиг. 7), если это требуется.

Нагревательная обмотка 450 может быть встроена в резонансный контур определенной формы, например, путем подключения параллельно конденсатору (не показан на фиг. 7), и выход преобразователя 712 настраивается на резонансную частоту данного резонансного контура. Такой резонанс обеспечивает генерирование сравнительно высокой силы тока в нагревательной обмотке 450, которая, в свою очередь, создает достаточно интенсивное магнитное поле в нагревательном элементе 455, обеспечивая быстрый и эффективный нагрев нагревательного элемента 455 для создания требуемого количества пара или аэрозоля.

На фиг. 7A показана часть электронной системы управления для электронной сигареты 610 с несколькими обмотками согласно некоторым возможным вариантам реализации (при этом, для ясности опущены некоторые аспекты электронной системы управления, не имеющие прямого отношения к нескольким обмоткам). На фиг. 7A показан источник питания 782A (как правило, представляющий собой аккумулятор 411 с преобразователем 712, показанные на фиг. 7), конфигурация переключателя 781A, и две нагревательные обмотки 650A, 650B, каждая из которых относится к соответствующему нагревательному элементу 655A, 655B, как показано на фиг. 6 (но не показано на фиг. 7A). Данная конфигурация переключателя имеет три обозначенных выхода A, B и C, показанных на фиг. 7A. Предполагается также, что линия тока имеется между двумя нагревательными обмотками 650A, 650B.

Для приведения в действие узла индукционного нагрева два из указанных трех выходов замкнуты (чтобы обеспечить прохождение электрического тока), в то время как один остается разомкнутым (для предотвращения прохождения тока). Одновременное замыкание выходов A и C приводит к активации обеих обмоток, и, следовательно, обоих нагревательных элементов 655A, 655B; выборочное замыкание выходов A и B приводит к активации только нагревательной обмотки 650A; и замыкание выходов B и C приводит к активации только нагревательной обмотки 650B.

Несмотря на то, что нагревательные обмотки 650A и 650B можно выполнять в виде единой обмотки (нагревательные обмотки 650A и 650B при этом включаются и выключаются одновременно), возможность выборочно запитывать какую-либо одну из обмоток 650A и 650B или одновременно две данные обмотки, обеспечиваемая конфигурацией, показанной на фиг. 7, имеет ряд преимуществ, а именно:

a) возможность выбора паровых компонентов (т.е. ароматизаторов) для данной затяжки. Так, активация только нагревательной обмотки 650A приводит к образованию пара только из емкости 670A; активация одной лишь нагревательной обмотки 650B обеспечивает образование пара только из емкости 670B; и активация обеих нагревательных обмоток 650A, 650B приводит к одновременному образованию пара из обеих емкостей 670A, 670B,

b) возможность регулирования количества пара для данной затяжки. Например, если емкость 670A и емкость 670B, фактически, содержат одну и ту же жидкость, то активация обеих нагревательных обмоток 650A, 650B может использоваться для делания более сильной затяжки (с большим количеством пара) по сравнению с затяжкой при активации лишь одной нагревательной обмотки,

c) увеличение продолжительности заряженного состояния аккумулятора. Как уже указывалось, показанную на фиг. 6 электронную сигарету можно использовать лишь с одним картриджем, например, с картриджем 630B (не используя картридж 630A). В таком случае, более эффективно запитывать нагревательную обмотку 650B, соответствующую картриджу 630B, который затем используется для испарения жидкости из емкости 670B.

Напротив, если нагревательная обмотка 650A, соответствующая отсутствующему картриджу 630A, не запитывается (поскольку этот картридж и соответствующий нагревательный элемент 650A отсутствуют в электронной сигарете 610), это сокращает потребление энергии без уменьшения выхода пара.

Хотя показанная на фиг. 6 электронная сигарета 610 имеет отдельный нагревательный элемент 655A, 655B для каждой из соответствующих нагревательных обмоток 650A, 650B, в некоторых вариантах реализации различные нагревательные обмотки могут запитывать различные части единого нагревательного элемента или токоприемника большего размера. Соответственно, в такой электронной сигарете различные нагревательные элементы 655A, 655B могут представлять собой различные части единого токоприемника большего размера, взаимодействующего с различными нагревательными обмотками. Кроме того (или в качестве варианта), множественные нагревательные обмотки 650A, 650B могут представлять собой различные части единой обмотки возбуждения, отдельные части которой могут запитываться выборочно, как было указано выше при рассмотрении фиг. 7A.

При использовании множественных нагревательных элементов для регулирования количества пара для данной затяжки наличие большего количества нагревательных элементов, например, больше двух, показанных на фиг. 7A, обеспечит большую детализацию регулирования. Следует также принимать во внимание, что количество пара может быть увеличено путем подачи большего количества электроэнергии на каждую нагревательную обмотку для запитывания соответствующего нагревательного элемента, однако, существуют ограничения по практичности такого подхода. Например, подача слишком большого количества энергии может приводить к чрезмерному повышению температуры нагревательного элемента, что может приводить к изменению химического состава пара, а также представлять собой определенную проблему в плане безопасности.

На фиг. 7B показан еще один вариант реализации для обеспечения возможности выборочного включения множественных нагревательных обмоток 650A, 650B. На фиг. 7B предполагается, что нагревательные обмотки не соединены электрически друг с другом, а каждая из нагревательных обмоток 650A, 650B отдельно соединена с источником питания 782B парой независимых соединений в конфигурации переключателя 781B. В частности, нагревательная обмотка 650A соединена с источником питания 782B соединениями A1 и A2, а нагревательная обмотка 650B соединена с источником питания 782B соединениями B1 и B2. Такая конфигурация, показанная на фиг. 7B, обеспечивает преимущества, аналогичные рассмотренным при анализе фиг. 7A. Кроме того, архитектуру, показанную на фиг. 7B, можно легко масштабировать, чтобы она могла работать более чем с двумя нагревательными обмотками.

На фиг. 7C показан еще один вариант реализации, обеспечивающий возможность выборочного включения множественных нагревательных обмоток, в данном случае, трех нагревательных обмоток 650A, 650B и 650C. Каждая нагревательная обмотка непосредственно подсоединена к соответствующему источнику питания 782C1, 782C2 и 782C3. Конфигурация, показанная на фиг. 7, может поддерживать выборочное включение любой из отдельных нагревательных обмоток 650A, 650B, 650C, или любой пары этих нагревательных обмоток одновременно, или всех трех нагревательных обмоток одновременно.

В конфигурации, показанной на фиг. 7C, по меньшей мере некоторая часть источника питания 782 может быть использована для каждой из различных нагревательных обмоток 650. Например, каждый из источников питания 782C1, 782C2, 782C3 может содержать свой собственный преобразователь, но они могут совместно использовать один, основной источник питания, такой как аккумулятор 411. В таком случае, аккумулятор 411 может быть подсоединен к преобразователю с помощью конфигурации переключателя, аналогичной показанной на фиг. 7B (но не для переменного, а для постоянного тока). Как вариант, каждая соответствующая линия питания от источника питания 782 к нагревательной обмотке 650 может содержать свой собственный переключатель, который может замыкаться для активации нагревательной обмотки (или размыкаться для предотвращения активации). В данной конфигурации комплект отдельных переключателей в различных линиях питания может рассматриваться как еще одна форма конфигурации переключателя.

Существуют различные способы управления переключением устройств, показанных на фиг. 7A-7C. В некоторых случаях пользователь может управлять механическим или физическим переключателем, непосредственно устанавливая требуемую конфигурацию переключателя. Например, электронная сигарета 610 может содержать переключатель (не показан на фиг. 6) на внешнем корпусе, при установке которого в одно положение может активироваться картридж 630A, а при установке в другое положение - картридж 630B. При установке данного переключателя в еще одно положение может обеспечиваться активация обоих картриджей одновременно. Как вариант, блок управления 610 может содержать отдельные кнопки, соответствующие каждому из картриджей, и пользователь нажимает ту кнопку, картридж которой он желает активировать (или, возможно, две кнопки, если необходимо активировать два картриджа одновременно). Еще одна возможность заключается в том, что кнопка или какое-либо другое устройство ввода электронной сигареты может использоваться для выбора более сильной затяжки (и приводить к одновременному включению обеих или всех нагревательных обмоток). Такая кнопка может также использоваться для дополнительного выбора аромата, и её включение может приводить к задействованию нагревательной обмотки, обеспечивающей ароматизацию (как правило, дополнительно к нагревательной обмотке для основной жидкости, содержащей никотин). Специалисту в данной области будет очевидно, что существует множество других возможных вариантов реализации таких переключений.

В некоторых электронных сигаретах вместо непосредственного (например, механического или физического) управления конфигурацией переключателя пользователь может устанавливать конфигурацию переключателя с помощью коммуникационного/пользовательского интерфейса 718, показанного на фиг. 7 (или любого другого аналогичного устройства). Например, такой интерфейс может давать пользователю возможность выбирать различные ароматы или картриджи (и/или различные уровни мощности), а контроллер 715 может устанавливать конфигурацию переключателя 781 в соответствии с сигналом, подаваемым пользователем.

Еще одна возможность заключается в автоматической установке конфигурации переключателя. Например, электронная сигарета 610 может предотвращать активацию нагревательной обмотки 650A при отсутствии картриджа 630A в показанном на схеме месте его расположения. Иными словами, при отсутствии картриджа включение нагревательной обмотки 650A не допускается (чем обеспечивается экономия энергии, и т.д.).

Существуют различные механизмы, служащие для определения того, присутствует картридж на своем месте, или нет. Например, блок управления 620 может содержать переключатель, механически задействуемый при вставке картриджа в соответствующее место. При отсутствии картриджа в данном месте картридж устанавливается в положение, не допускающее подачу питания на соответствующую нагревательную обмотку. Еще один метод заключается в том, чтобы снабдить блок управления каким-либо оптическим или электрическим устройством для определения, вставлен или нет картридж в соответствующее место.

Следует отметить, что в некоторых устройствах, если было определено, что картридж находится на месте, то соответствующая нагревательная обмотка всегда доступна для активации, например, всегда происходит ей активация при обнаружении выполнения затяжки пользователем. В других устройствах, обеспечивающих как автоматическое управление, так и управление пользователем, даже при обнаружении наличии картриджа на своем месте, может использоваться пользовательская настройка (или что-либо аналогичное, как указывалось выше) для определения, доступен или нет данный картридж для активации при каждой затяжке.

Хотя электронная система управления, показанная на фиг. 7A-7C, рассматривалась при использовании с множественными картриджами, такими, как показанные на фиг. 6, она может использоваться также с единым картриджем с множественными нагревательными элементами. Иными словами, электронная система управления может выборочно включать один или несколько данных нагревательных элементов в едином картридже. Такой подход может по-прежнему обеспечивает указанные выше преимущества. Например, если картридж содержит множественные нагревательные элементы, но только одну, совместно используемую емкость, или множественные нагревательные элементы, каждому из которых соответствует своя собственная емкость, но во всех емкостях содержится одна и та же жидкость, то включение большего или меньшего количества нагревательных элементов дает пользователь возможность увеличить или уменьшить количество пара, генерируемого при каждой затяжке. Аналогичным образом, если единый картридж содержит множественные нагревательные элементы, каждому из которых соответствует своя емкость со своей конкретной жидкостью, включение различных нагревательных элементов (или их комбинаций) дает возможность пользователю выборочно использовать пар от разных жидкостей (или их комбинаций).

В некоторых электронных сигаретах различные нагревательные обмотки и их соответствующие нагревательные элементы (выполненные в виде отдельных нагревательных обмоток и/или нагревательных элементов, или как часть обмотки возбуждения и/или токоприемника большего размера) могут быть в целом одинаковыми для обеспечения гомогенной конфигурации. Как вариант, может использоваться гетерогенная конфигурация. Например, в электронной сигарете 610, показанной на фиг. 6, один картридж 630A может нагреваться до более низкой температуры, чем другой картридж 630B, и/или может обеспечивать более низкий выход пара (за счет меньшей мощности нагрева). Таким образом, если в одном картридже 630A содержится основная никотин-содержащая жидкость, а в другом картридже 630B содержится ароматизатор, возможно, целесообразно, чтобы картридж 630A обеспечивал больший выход пара, чем картридж 630B. Кроме того, рабочая температура каждого нагревательного элемента 655 может устанавливаться в зависимости от испаряемой жидкости/жидкостей. Так, например, рабочая температура должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечивать испарение соответствующей жидкости/жидкостей в данном конкретном картридже, но не настолько высокой, чтобы происходило химическое разложение (разрушение) данной жидкости/жидкостей.

Существуют различные способы обеспечения требуемых рабочих характеристик (таких, как температура) для различных комбинаций нагревательных обмоток и нагревательных элементов, и, таким образом, создания вышеупомянутой гетерогенной конфигурации. Например, физические параметры нагревательных обмоток и/или нагревательных элементов могут соответствующим образом изменяться – например, путем изменения размеров, геометрии, использования различных материалов, изменения количества витков обмотки, и т.д. Кроме того (или в качестве варианта), рабочие параметры нагревательных обмоток и/или нагревательных элементов можно варьировать путем изменения частоты переменного тока и/или силы тока от элемента питания для нагревательных обмоток.

***

С целью решения различных технических проблем и обеспечения прогресса в данной области, настоящее изобретение поясняется путем демонстрации различных возможных вариантов его реализации. Преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения характерны только для рассмотренных вариантов реализации и не являются исчерпывающими и/или эксклюзивными. Они рассмотрены только с целью облегчения понимания и демонстрации заявленного изобретения (изобретений). Следует иметь в виду, что преимущества, варианты реализации, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты настоящего изобретения никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения, который определяется пунктами нижеприведенной формулы изобретения или ограничениями на эквиваленты данных пунктов, и что могут использоваться другие варианты реализации, и могут производиться модификации без выхода за границы объема притязаний формулы изобретения. Различные варианты реализации могут соответствующим образом содержать, состоять из или состоять в целом из различных комбинаций раскрываемых элементов, компонентов, отличительных признаков, деталей, операций, средств, и т.д., отличающихся от раскрываемых в настоящем описании. Данное раскрытие может включать в себя другие изобретения, не заявляемые в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.

Изобретение относится к электронным системам создания пара, таким как электронные системы доставки никотина. Электронная система создания пара имеет продольную ось и содержит: блок управления и по меньшей мере один картридж, выполненный с возможностью прикрепления к блоку управления и отсоединения от него в направлении в целом по указанной продольной оси; и узел индукционного нагрева, содержащий по меньшей мере одну обмотку возбуждения и по меньшей мере один нагревательный элемент. По меньшей мере один нагревательный элемент расположен по меньшей мере в одном картридже. При соединении с блоком управления по меньшей мере один картридж расположен таким образом, что по меньшей мере один нагревательный элемент находится в пределах по меньшей мере одной обмотки возбуждения. Электронная система создания пара выполнена с обеспечением возможности выборочного включения различных частей картриджа, используя по меньшей мере одну обмотку возбуждения и по меньшей мере один нагревательный элемент. Технический результат заключается в обеспечении аэрозоля пользователю. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Электронная система создания пара, имеющая продольную ось и содержащая:

блок управления и по меньшей мере один картридж, выполненный с возможностью прикрепления к блоку управления и отсоединения от него в направлении в целом по указанной продольной оси; и

узел индукционного нагрева, содержащий по меньшей мере одну обмотку возбуждения и по меньшей мере один нагревательный элемент, в котором по меньшей мере один нагревательный элемент расположен по меньшей мере в одном картридже, при соединении с блоком управления по меньшей мере один картридж расположен таким образом, что по меньшей мере один нагревательный элемент находится в пределах по меньшей мере одной обмотки возбуждения, при этом

электронная система создания пара выполнена с обеспечением возможности выборочного включения различных частей картриджа, используя по меньшей мере одну обмотку возбуждения и по меньшей мере один нагревательный элемент.

2. Система по п. 1, обеспечивающая возможность выборочного включения любой отдельной части картриджа из различных частей картриджа.

3. Система по п. 2, обеспечивающая возможность выборочного включения любого сочетания из одной или нескольких частей картриджа из различных частей картриджа.

4. Система по любому из пп. 1-3, обеспечивающая возможность включения всех частей картриджа из различных частей картриджа.

5. Система по любому из пп. 1-4, в которой имеется одна катушка возбуждения с множеством частей, причем каждая часть катушки возбуждения соответствует определенной части картриджа, при этом каждая из частей картриджа может быть выборочно включена посредством активации соответствующей части катушки возбуждения.

6. Система по любому из пп. 1-4, в которой имеется отдельная катушка возбуждения, соответствующая каждой определенной части картриджа, при этом каждая из частей картриджа может быть выборочно включена посредством активации соответствующей катушки возбуждения.

7. Система по любому из пп. 1-6, в которой по меньшей мере один нагревательный элемент соответствует различным частям единого токоприемника, при этом каждая из частей картриджа, которая может быть выборочно включена, содержит различную часть единого токоприемника.

8. Система по любому из пп. 1-7, содержащая два или три нагревательных элемента.

9. Система по любому из пп. 1-7, содержащая более трех нагревательных элементов.

10. Система по любому из пп. 1-9, в которой по меньшей мере один нагревательный элемент расположен в одном картридже.

11. Система по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащая множество картриджей, каждый из которых содержит соответствующий нагревательный элемент.

12. Система по любому из пп. 8-11, в которой каждый из по меньшей мере одного нагревательного элемента является отдельным токоприемником.

13. Система по любому из пп. 1-12, дополнительно содержащая конфигурацию переключателя, расположенную между аккумулятором в блоке управления и по меньшей мере одной обмоткой возбуждения, служащую для выборочного включения различных нагревательных элементов из указанного множества нагревательных элементов.

14. Система по п. 13, в которой настройка конфигурации переключателя для осуществления выборочного включения устанавливается автоматически.

15. Система по п. 13 или 14, в которой пользователь может непосредственно определять настройку конфигурации переключателя для осуществления выборочного включения.

16. Система по любому из пп. 13-15, в которой блок управления дополнительно содержит пользовательский интерфейс или коммуникационный интерфейс для получения от пользователя информации по настройке, дополнительно содержащая контроллер для настройки конфигурации переключателя в соответствии с информацией по настройке, получаемой от пользователя.

17. Система по любому из пп. 13-16, в которой блок управления дополнительно содержит устройство для автоматической настройки конфигурации переключателя в зависимости от наличия или отсутствия картриджа в блоке управления.

18. Система по любому из пп. 1-16, в которой узел индукционного нагрева выполнен таким образом, что различные части картриджа имеют разные рабочие характеристики.

19. Система по п. 18, в которой разными рабочими характеристиками нагрева является по меньшей мере одна из указанных ниже характеристик, а именно температуры и мощности нагрева.

20. Блок управления для использования совместно с электронной системой создания пара с продольной осью, причем указанная электронная система создания пара содержит блок управления и по меньшей мере один картридж, выполненный с возможностью прикрепления к блоку управления и отсоединения от него в направлении в целом по указанной продольной оси, причем блок управления содержит по меньшей мере одну обмотку возбуждения для включения с помощью индукционного нагрева по меньшей мере одного нагревательного элемента, расположенного по меньшей мере в одном картридже, когда нагревательные элементы находятся в пределах по меньшей мере одной обмотки возбуждения, причем блок управления выполнен с возможностью выборочного включения различных частей картриджа, используя по меньшей мере одну катушку возбуждения и по меньшей мере один нагревательный элемент.

21. Картридж для использования совместно с электронной системой создания пара с продольной осью, причем указанная электронная система создания пара содержит блок управления и по меньшей мере один картридж, выполненный с возможностью прикрепления к блоку управления и отсоединения от него в направлении в целом по указанной продольной оси, и по меньшей мере один индуктивный нагревательный элемент для индукционного нагрева, когда по меньшей мере один нагревательный элемент находится в пределах по меньшей мере одной обмотки возбуждения блока управления, причем электронная система создания пара выполнена с возможностью выборочного включения различных частей картриджа, используя по меньшей мере одну катушку возбуждения и по меньшей мере один нагревательный элемент.