ТАБАЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ТАБАЧНЫМ ИЗДЕЛИЯМ Российский патент 2023 года по МПК A24F40/53 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для нагревания аэрозолизуемого материала, способу определения состояния компонента табачного изделия, способу изготовления упомянутого устройства и к табачному изделию.

Предшествующий уровень техники

Изделия, такие как сигареты, сигары и т.п., сжигают табак в процессе использования, чтобы создавать табачный дым. Предпринимались попытки предоставить альтернативу таким изделиям, сжигающим табак, путем создания изделий, которые выделяют соединения без горения. Примерами таких изделий являются так называемые изделия нагревания без горения, также известные как изделия для нагревания табака или нагревательные устройства для табака, которые выделяют соединения путем нагревания без сжигания материала. Материал может быть, например, табаком или другими нетабачными изделиями или их комбинацией, такой как смешанная смесь, которая может содержать или не содержать никотин.

Такие изделия обычно содержат батарею, которая может быть перезаряжаемой батареей, и средство для подачи электроэнергии к упомянутой батарее. Такое средство включает в себя порт зарядки, в который можно вставить разъем для подачи электроэнергии.

Раскрытие сущности изобретения

В первом аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для нагревания аэрозолизуемого материала для испарения по меньшей мере одного компонента упомянутого аэрозолизуемого материала, при этом устройство содержит: первый соединительный интерфейс для подключения к источнику питания для подачи энергии, необходимой для нагревания аэрозолизуемого материала; второй соединительный интерфейс для подключения к внешнему источнику питания для подачи питания на первый соединительный интерфейс для зарядки источника питания; и термочувствительный элемент, расположенный в тепловом контакте со вторым соединительным интерфейсом таким образом, чтобы реагировать на изменение температуры второго соединительного интерфейса, при этом подача электроэнергии на первый соединительный интерфейс со второго соединительного интерфейса блокируется на основании реакции термочувствительного элемента на повышение температуры второго соединительного интерфейса.

Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается способ определения состояния соединительного интерфейса табачного изделия, включающий: мониторинг термочувствительного элемента, находящегося в тепловом контакте с соединительным интерфейсом; определение, на основе мониторинга термочувствительного элемента, количества блокирований работы соединительного интерфейса из-за повышения температуры соединительного интерфейса; и определение, находится ли соединительный интерфейс в первом состоянии или во втором состоянии, на основе выявленного количества блокировок работы соединительного интерфейса, при этом первое состояние обозначает нормальное функционирование соединительного интерфейса, а второе состояние обозначает неисправное состояние соединительного интерфейса.

В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается способ изготовления устройства для нагревания аэрозолизуемого материала для испарения по меньшей мере одного компонента упомянутого аэрозолизуемого материала; способ включает: размещение термочувствительного элемента рядом с соединительным интерфейсом устройства таким образом, чтобы термочувствительный элемент находился в тепловом контакте с соединительным интерфейсом; обеспечение контроллера, выполненного с возможностью: мониторинга, находится ли термочувствительный элемент в первом состоянии или во втором состоянии, при этом первое состояние является состоянием термочувствительного элемента, соответствующим температуре ниже порогового значения температуры, а второе состояние является состоянием термочувствительного элемента, соответствующим температуре выше указанного порогового значения температуры; и для определения состояния неисправности соединительного интерфейса на основе истории состояний термочувствительного элемента.

В четвертом аспекте настоящего изобретения предлагается табачное изделие, содержащее: порт зарядки для подачи энергии к табачному изделию; и температурный датчик, расположенный в тепловом контакте с зарядным портом таким образом, что происходит теплообмен между температурным датчиком и зарядным портом, при этом работа зарядного порта блокируется в ответ на обнаружение температурным датчиком превышения зарядным портом порогового значения температуры.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления изобретения теперь будут описаны только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 – схематическое изображение устройства для нагревания аэрозолизуемого материала;

на фиг. 2 – схематический вид сбоку компонентов устройства, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 – график, иллюстрирующий характер температурной зависимости компонента устройства, показанного на фиг. 1, и

на фиг. 4 – блок-схема, иллюстрирующая способ определения состояния компонента устройства, показанного на фиг. 1.

Подробное описание изобретения

Для решения различных вопросов и прогресса в данной области техники, настоящее раскрытие в полном объеме представляет посредством иллюстраций и примеров различные варианты, в которых заявленное изобретение может быть реализовано на практике и которые обеспечивают улучшенную систему, предназначенную для создания вдыхаемой среды. Преимущества и отличительные признаки изобретения относятся только к примерам вариантов осуществления изобретения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для того, чтобы помочь понять и уяснить заявленные и иным образом раскрытые отличительные признаки. Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты изобретения не должны рассматриваться как ограничениями изобретения, выраженного формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты осуществления и могут осуществляться изменения без отклонения от объема и/или сущности настоящего изобретения.

Различные варианты осуществления могут, соответственно, содержать, состоять из или состоять по существу из различных комбинаций раскрытых элементов, компонентов, отличительных признаков, частей, этапов, средств и т.д. Изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.

Используемый в настоящем документе термин "аэрозолизуемый материал" подразумевает материалы, которые выделяют улетучивающиеся компоненты при нагревании, обычно в форме аэрозоля. "Аэрозолизуемый материал" включает в себя любой табачный материал и может, например, содержать один или более материалов из следующей группы материалов: табак, производные табака, вспученный табак, восстановленный табак или заменители табака. "Аэрозолизуемый материал" может также включать в себя другие нетабачные изделия, которые, в зависимости от изделия, могут содержать или не содержать никотин. "Аэрозолизуемый материал" может, например, быть в форме твердого вещества, жидкости, геля, воска или тому подобного. "Аэрозолизуемый материал" также может, например, представлять собой комбинацию или смесь материалов. В некоторых примерах аэрозолизуемый материал представляет собой гель. В некоторых примерах аэрозолизуемый материал представляет собой жидкость и может, например, предоставляться в соответствующем контейнере для использования с устройством для нагревания аэрозолизуемого материала.

Известно устройство, которое нагревает аэрозолизуемый материал для улетучивания, по меньшей мере, одного компонента аэрозолизуемого материала, обычно с образованием аэрозоля, который можно вдыхать, без сжигания или сгорания аэрозолизуемого материала. Такое устройство иногда называют устройством "нагревания без горения", или "изделием для нагревания табака" или "устройством для нагревания табака" или тому подобным. Точно так же существуют так называемые электронные сигареты, которые обычно испаряют аэрозолизуемый материал в форме жидкости, которая может содержать или не содержать никотин. Аэрозолизуемый материал может иметь форму или предоставляться как составная часть стержня, картриджа, кассеты и т.п., которые могут вставляться в устройство. В некоторых примерах нагреватель для нагревания и улетучивания аэрозолизуемого материала может предоставляться в виде "постоянной" части устройства или может предоставляться в виде части изделия, содержащего аэрозолизуемый материал, или расходного материала, который выбрасывается и заменяется после использования. "Изделие, содержащее аэрозолизуемый материал" или "расходное изделие" в данном контексте – это устройство или изделие, или другой компонент, который включает в себя или содержит при использовании аэрозолизуемый материал, который нагревается для улетучивания аэрозолизуемого материала с целью создания потока аэрозоля для вдыхания пользователем и, в ряде случаев, другие компоненты.

На фиг. 1 схематично показано устройство 100 для нагревания аэрозолизуемого материала с целью улетучивания по меньшей мере одного компонента упомянутого аэрозолизуемого материала. Устройство 100 может быть, например, портативным ручным устройством, которое предоставляет аэрозоль для вдыхания пользователем. Устройство 100 является примером табачного изделия. Устройство 100 (далее "устройство" 100) содержит первый соединительный интерфейс 102 для соединения с источником питания для обеспечения питания для нагревания аэрозолизуемого материала. Например, первый соединительный интерфейс может соединяться с батареей 104, такой как литий-ионная батарея 104 или другой тип одноразовой или перезаряжаемой батареи 104, подходящей для портативного карманного устройства. Батарея 104 может вставляться в устройство 100 таким образом, что она взаимодействует с первым соединительным интерфейсом 102 (далее "батарейный интерфейс" 102). Устройство 100 может, например, конфигурироваться таким образом, чтобы пользователь мог вставлять и/или извлекать батарею 104. В других примерах устройство 100 может предоставляться с батареей 104, уже вставленной и взаимодействующей с батарейным интерфейсом 102, и/или с батареей 104, которая не может быть извлечена пользователем.

Батарейный интерфейс 102 может содержать электрические компоненты, предназначенные для получения электроэнергии от батареи 104 и/или подачи электроэнергии в батарею 104. Например, батарейный интерфейс 102 может содержать электрические контакты, которые входят в контакт с одним или несколькими выводами батареи 104 для электрического соединения с батареей 104. Следует понимать, что в портативном устройстве, таком как устройство 100, могут использоваться различные формы батарейных интерфейсов. Батарейный интерфейс 102 может способствовать подаче энергии от батареи 104 к другим компонентам устройства 100, которым требуется электроэнергия. Например, батарейный интерфейс 102 способствует подаче электроэнергии от батареи 104 к нагревательному устройству, сконфигурированному для нагревания аэрозолизуемого материала с целью генерирования аэрозоля. Также, например, батарейный интерфейс 102 облегчает подачу электроэнергии к батарее 104, чтобы заряжать ее, другими словами, пополнять батарею 104.

Устройство 100 содержит второй соединительный интерфейс 106 для подключения к внешнему источнику питания для подачи питания на батарейный интерфейс 102 для пополнения батареи 104. Второй соединительный интерфейс 106 может быть портом, в который может вставляться разъем или иным образом взаимодействовать разъем. Второй соединительный интерфейс 106 представляет собой порт зарядки для подачи питания на устройство 100. Поэтому второй соединительный интерфейс 106 может называться портом 106 зарядки. Порт 106 зарядки подключается к внешнему источнику питания с помощью разъема, вставляемого в порт 106 зарядки (или взаимодействующего с ним иным образом). Например, порт 106 зарядки может быть USB-портом для приема штекера USB разъема. Следует понимать, что в портативном устройстве, таком как устройство 100, могут использоваться различные типы USB-портов для приема соответствующих штекеров. Например, портом зарядки может быть USB-порт типа A, USB-порт типа Mini B, USB-порт типа Micro B, USB-порт типа C и т.д. В других примерах порт 106 зарядки может быть отличным от USB-порта типом порта, подходящим для использования в портативном ручном устройстве для подключения к внешнему источнику питания.

Внешним источником питания может быть, например, электрическая сеть (например, когда порт зарядки подключается к электросети посредством вилки и розетки на стене и т.д.), электронное устройство, способное снабжать энергией, такое как ноутбук, портативный аккумуляторный блок и тому подобное.

В примере, показанном на фиг. 1, устройство 100 содержит печатную плату 108. В этом примере батарейный интерфейс 102 и порт 106 зарядки установлены на печатной плате 108. Хотя в этом примере батарейный интерфейс 102 и порт 106 зарядки установлены на одной печатной плате 108, в некоторых примерах батарейный интерфейс 102 и порт 106 зарядки могут устанавливаться на отдельных печатных платах. В этом примере печатная плата 108 упрощает электрические соединения между батарейным интерфейсом 102 и портом 106 зарядки, как проиллюстрировано дорожками 110 подачи энергии. Печатная плата также обеспечивает электрические соединения между батарейным интерфейсом 102 и различными другими (непоказанными на чертеже) компонентами устройства 100, а также между портом 106 зарядки и различными другими компонентами устройства 100. В этом примере батарейный интерфейс 102 электрически соединен с другими компонентами устройства 100 дорожками 112 батарейного интерфейса на печатной плате 108, а порт 106 зарядки электрически соединен с другими компонентами устройства 100 дорожками n порта зарядки на печатной плате 108.

В некоторых примерах порт 106 зарядки сконфигурирован также для передачи данных. Устройство 100 может содержать контроллер (на чертеже не показан) для управления различными операциями устройства 100. Устройство 100 может также содержать компонент хранения данных (на чертеже не показан), обменивающийся данными с контроллером. Например, порт 106 зарядки может обеспечивать обмен данными между компонентом хранения данных устройства 100, контроллером устройства 100 и т.д. и внешним устройством (таким, как внешнее вычислительное/интеллектуальное устройство, например смартфон, ноутбук и т.п.). Например, данные могут передаваться между компонентом хранения данных устройства 100 и портом 106 зарядки через дорожки 114 порта зарядки, и данные могут передаваться между портом 106 зарядки и внешним устройством через разъем, вставленный в (или иным образом взаимодействующий с) портом 106 зарядки.

Устройство 100 содержит термочувствительный элемент 116, расположенный в тепловом контакте с портом 106 зарядки, чтобы реагировать на изменения температуры порта 106 зарядки. Другими словами, термочувствительный элемент 116 представляет собой датчик температуры, расположенный в тепловом контакте с портом 106 зарядки, так что происходит теплообмен между датчиком температуры и портом 106 зарядки. Например, термочувствительный элемент 116 может реагировать на изменение температуры порта 106 зарядки в том смысле, что характеристика термочувствительного элемента 116 изменяется в зависимости от температуры порта 106 зарядки. Термочувствительный элемент 116 может быть датчиком температуры любого типа, подходящим для использования в портативном ручном устройстве, например датчиком, содержащим биметаллическую полосу, термистором, резистивным датчиком температуры, термопарой, самовосстанавливающимся предохранителем и т.п.

В устройстве 100 подача электроэнергии к батарейному интерфейсу 102 из порта 106 зарядки блокируется на основании реакции термочувствительного элемента 116 на повышение температуры порта 106 зарядки. Другими словами, работа порта 106 зарядки блокируется из-за того, что термочувствительный элемент 116 реагирует на повышение температуры порта 106 зарядки. Например, подача энергии к батарейному интерфейсу 102 от порта 106 зарядки может блокироваться на основании того, что термочувствительный элемент 116 реагирует на температуру порта 106 зарядки, превышающую заданный температурный порог (т.е., работа порта зарядки блокируется в ответ на реакцию датчика температуры, определившего, что температура порта 106 зарядки выше температурного порога). Термин "блокируется" используется в данном документе для обозначения уменьшения/сокращения и/или предотвращения подачи электроэнергии (или протекания тока и т.п.).

Температурный порог может устанавливаться на более высокую температуру, чем нормальная рабочая температура порта 106 зарядки. Нормальная рабочая температура может быть температурой в заданном диапазоне температур, до которых, как ожидается, будет нагреваться порт 106 зарядки во время подачи питания на батарейный интерфейс 102 при отсутствии неисправности в порту 106 зарядки. Например, верхний предел этого заданного диапазона может определяться максимальной рабочей температурой, которую, как ожидается, достигнет порт 106 зарядки, когда в нем отсутствует неисправность, и через порт 106 зарядки протекает максимальный ток, который устройство 100 получает через порт 106 зарядки. В некоторых примерах температурный порог может устанавливаться выше максимальной рабочей температуры. Другими словами, температурный порог может быть задаваться таким образом, чтобы подача энергии от порта 106 зарядки к батарейному интерфейсу 102 не блокировалась при температурах, равных или ниже температур, которых порт 106 зарядки может достигать при максимальных уровнях тока, когда он функционирует нормально (причины, по которым порт 106 зарядки не работает нормально, описаны ниже).

Нижеследующее описание приведено в контексте примера, в котором термочувствительный элемент 116 представляет собой самовосстанавливающийся предохранитель 116 (самовосстанавливающийся предохранитель также может называться сбрасываемым предохранителем или многофункциональным переключателем).

Самовосстанавливающийся предохранитель 116 может находиться в тепловом контакте с портом 106 зарядки, например, размещаться в непосредственной близости от порта 106 зарядки на печатной плате 108. Например, самовосстанавливающийся предохранитель 116 может располагаться рядом с портом 106 зарядки устройства 100, так что самовосстанавливающийся предохранитель 116 находится в тепловом контакте с портом 106 зарядки. В некоторых примерах тепловой контакт между самовосстанавливающимся предохранителем 116 и портом 106 зарядки может обеспечиваться посредством теплопроводящего компонента, который находится в физическом контакте с самовосстанавливающимся предохранителем 116 и портом 106 зарядки.

На фиг. 2 показан вид сбоку печатной платы 108, показанной на фиг. 1, с портом 106 зарядки и самовосстанавливающимся предохранителем 116, установленным на ней (обратите внимание, что некоторые компоненты, показанные на фиг. 1, опущены на фиг. 2 для ясности). В этом примере порт 106 зарядки предусмотрен на первой стороне 202 печатной платы 108, а самовосстанавливающийся предохранитель 116 предусмотрен на второй стороне 204 печатной платы 108. В таких примерах внутренняя структура по меньшей мере части печатной платы 108 может быть сконфигурирована для облегчения теплопередачи между портом 106 зарядки и самовосстанавливающимся предохранителем 116. В примере, показанном на фиг. 2, самовосстанавливающийся предохранитель 116 предусмотрен на второй стороне 204, прямо напротив порта 106 зарядки, расположенного на первой стороне 202. В примере, показанном на фиг. 2, часть печатной платы 108 между портом 106 зарядки и самовосстанавливающимся предохранителем 116 сконфигурирована для облегчения теплопередачи. В этом примере часть печатной платы 108 между портом 106 зарядки и самовосстанавливающимся предохранителем 116 снабжена тепловым колодцем 206, который обеспечивает тепловой контакт между портом 106 зарядки и самовосстанавливающимся предохранителем 116.

Тепловой колодец 206 может представлять собой полый цилиндр из металла с хорошими теплопроводящими свойствами. Например, тепловой колодец 206 может быть полым цилиндром, выполненным из меди и т.п.

Самовосстанавливающийся предохранитель 116 может переходить из первого состояния во второе состояние в ответ на повышение температуры порта 106 зарядки выше температурного порога. Как описано выше, самовосстанавливающийся предохранитель 116 находится в тепловом контакте с портом 106 зарядки. Следовательно, когда температура порта 106 зарядки увеличивается, температура самовосстанавливающегося предохранителя 116 также может увеличиваться. Самовосстанавливающийся предохранитель 116 переходит из первого состояния во второе состояние, когда самовосстанавливающийся предохранитель достигает температуры переключения. Первое состояние может быть проводящим состоянием, в котором электрическое сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя 116 ниже заданной величины электрического сопротивления. Второе состояние может быть непроводящим, в котором электрическое сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя 116 выше заданной величины электрического сопротивления. Когда самовосстанавливающийся предохранитель 116 находится в непроводящем состоянии, протекание через него тока блокируется. Значения электрического сопротивления самовосстанавливающегося предохранителя 116 в проводящем и непроводящем состояниях (и, следовательно, заданная величина электрического сопротивления) могут зависеть от некоторых свойств самовосстанавливающегося предохранителя 116, таких, например, как относительное количество проводящих частиц, включенных в полимерную матрицу самовосстанавливающегося предохранителя 116.

Как описано выше, температурный порог может быть больше максимальной рабочей температуры. Самовосстанавливающийся предохранитель 116 выбирается таким образом, чтобы он достигал своей температуры переключения, когда порт 106 зарядки находится на температурном пороге. Тепловой контакт между портом 106 зарядки и самовосстанавливающимся предохранителем 116 может быть достаточным, чтобы самовосстанавливающийся предохранитель 116 и порт 106 зарядки могли иметь одинаковую температуру. В таких случаях (например, когда существует очень хороший тепловой контакт между самовосстанавливающимся предохранителем 116 и портом 101 зарядки), самовосстанавливающийся предохранитель 116 может выбираться таким образом, чтобы его температура переключения была такой же, как и температурный порог. В примерах, где температура самовосстанавливающегося предохранителя 116 не может быть оценена как такая же, как температура порта 106 зарядки, самовосстанавливающийся предохранитель 116 может выбираться таким образом, чтобы его температура переключения была температурой, которую, как ожидается, достигнет самовосстанавливающийся предохранитель 116, когда порт 106 зарядки находится на температурном пороге.

Когда самовосстанавливающийся предохранитель 116 находится в непроводящем состоянии, он может охлаждаться, так что он переходит из непроводящего состояния в проводящее состояние, то есть он может охлаждаться до такой температуры, что полимерная матрица переходит из аморфного состояния в кристаллическое. В этом примере самовосстанавливающийся предохранитель 116 переходит из непроводящего состояния в проводящее состояние в ответ на падение температуры порта 106 зарядки ниже температурного порога. Когда самовосстанавливающийся предохранитель 116 переходит из непроводящего состояния в проводящее состояние, подача электроэнергии к батарейному интерфейсу 102 из порта 106 зарядки больше не блокируется.

Следовательно, в этом примере самовосстанавливающийся предохранитель 116 изменяет свое состояние в зависимости от того, выше или ниже температура порта 106 зарядки температурного порога. Как описано выше, подача электроэнергии между батарейным интерфейсом 102 и портом 106 зарядки блокируется на основании состояния самовосстанавливающегося предохранителя 116, реагирующего на температуру порта 106 зарядки, превышающую заданный температурный порог.

Таким образом, в процессе работы самовосстанавливающийся предохранитель 116 может препятствовать подаче энергии, когда температура порта 106 зарядки превышает заданный температурный порог, но может перестать препятствовать подаче энергии, когда температура порта 106 зарядки упадет ниже заданного температурного порога.

Один из способов, которым может быть заблокирована подача электроэнергии, заключается в следующем. Самовосстанавливающийся предохранитель может быть электрически подключен последовательно между батарейным интерфейсом 102 и портом 106 зарядки. Последовательное соединение будет означать, что когда происходит передача электроэнергии от порта 106 зарядки к батарейному интерфейсу 102, через самовосстанавливающийся предохранитель 116 проходит ток. В этом случае, когда самовосстанавливающийся предохранитель 116 переходит из проводящего состояния в непроводящее состояние в ответ на то, что температура порта 106 зарядки превышает заданный температурный порог, самовосстанавливающийся предохранитель 116 препятствует прохождению тока через самовосстанавливающийся предохранитель 116 (из-за того, что в непроводящем состоянии его сопротивление превышает заданную величину электрического сопротивления), что означает, что передача электроэнергии от порта 106 зарядки к батарейному интерфейсу 102 заблокирована.

Следует понимать, что ток, протекающий через самовосстанавливающийся предохранитель 116, также может приводить к повышению температуры самовосстанавливающегося предохранителя 116. Если самовосстанавливающийся предохранитель 116 расположен в устройстве 100 таким образом, что через него протекает ток, то температура самовосстанавливающегося предохранителя 116 будет повышаться из-за протекания через него тока, а также из-за передачи тепла от порта 106 зарядки. Соответственно, возможно, что самовосстанавливающийся предохранитель 116 перейдет из проводящего состояния в непроводящее состояние в зависимости не только от передачи тепла от порта 106 зарядки, но также от того, насколько большой ток проходит через самовосстанавливающийся предохранитель 116.

Ток удержания самовосстанавливающегося предохранителя 116 может быть определен как максимальный ток, который может поддерживать самовосстанавливающийся предохранитель 116 до того, как самовосстанавливающийся предохранитель 116 достигнет температуры переключения, то есть перейдет из проводящего состояния в непроводящее состояние. Следует понимать, что самовосстанавливающийся предохранитель 116 может перейти из проводящего состояния в непроводящее состояние, если он достигнет температуры переключения, независимо от причины повышения температуры. Ток удержания может изменяться в зависимости от температуры самовосстанавливающегося предохранителя 116. Это связано с тем, что чем горячее самовосстанавливающийся предохранитель 116, тем меньший ток требуется для дальнейшего повышения температуры самовосстанавливающегося предохранителя 116 до температуры переключения. На фиг. 3 представлен график 300, иллюстрирующий пример взаимосвязи между током удержания самовосстанавливающегося предохранителя 116 и температурой самовосстанавливающегося предохранителя 116. На графике 300 вертикальная ось представляет ток удержания I_h самовосстанавливающегося предохранителя 116, а горизонтальная ось представляет температуру T самовосстанавливающегося предохранителя 116. График 300 свидетельствует о линейном уменьшении тока I_h удержания при повышении температуры T самовосстанавливающегося предохранителя 116.

В контексте описанных примеров, чем выше температура порта 106 зарядки, тем выше температура самовосстанавливающегося предохранителя 116 и, следовательно, ниже ток удержания I_h самовосстанавливающегося предохранителя 116. Порт 106 зарядки может принимать ток в диапазоне между минимальным током и максимальным током, чтобы имела место передача электроэнергии батарейному интерфейсу 102. Самовосстанавливающийся предохранитель 116 может выбираться таким образом, чтобы его ток удержания, когда температура порта 106 зарядки находится на заданном температурном пороге, был меньше минимального тока. Это означает, что, когда температура порта зарядки 106 равна или превышает заданный температурный порог, любая величина тока для передачи электроэнергии (в пределах описанного диапазона) приведет к тому, что самовосстанавливающийся предохранитель достигнет температуры переключения, и вследствие этого снабжение энергией будет заблокировано.

В приведенном выше примере (т.е. когда самовосстанавливающийся предохранитель 116 электрически подключен последовательно, как описано выше), расположение самовосстанавливающегося предохранителя 116 относительно порта 106 зарядки и батарейного интерфейса 102 таково, что передача электроэнергии блокируется напрямую самовосстанавливающимся предохранителем 116.

В этом примере, когда температура порта 106 зарядки падает ниже заданного температурного порога и, как следствие, температура самовосстанавливающегося предохранителя 116 падает ниже температуры переключения, самовосстанавливающийся предохранитель 116 переходит из непроводящего состояния в проводящее состояние, так что прохождение тока через него больше не блокируется, и, таким образом, ток между портом 106 зарядки и интерфейсом 102 батареи больше не блокируется. Соответственно, в примерах, где самовосстанавливающийся предохранитель 116 электрически подключен последовательно между портом 106 зарядки и батарейным интерфейсом 102, подача энергии на батарейный интерфейс 102 из порта 106 зарядки перестает блокироваться непосредственно самим самовосстанавливающимся предохранителем 116, когда температура порта 106 зарядки падает ниже заданного температурного порога.

В других примерах самовосстанавливающийся предохранитель 116 может располагаться не таким образом (как описано), чтобы непосредственно блокировать передачу электроэнергии при заданных условиях. Например, самовосстанавливающийся предохранитель 116 может не быть электрически подключен последовательно, как описано выше. Как описано, самовосстанавливающийся предохранитель 116 является примером термочувствительного элемента. В некоторых примерах может использоваться другой термочувствительный элемент, который блокирует подачу энергии способом, отличающимся от описанного способа непосредственной блокировки.

В примерах, где термочувствительный элемент не блокирует напрямую подачу электроэнергии, подача электроэнергии может блокироваться другими компонентами устройства 100. Например, контроллер может получать через дорожки 114 порта зарядки признаки, основанные на реакции самовосстанавливающегося предохранителя 116 на изменение температуры порта 106 зарядки. Например, контроллер может получить первый признак того, что температура порта 106 зарядки выше заданного температурного порога. Первый признак может быть получен в результате перехода самовосстанавливающегося предохранителя 116 из проводящего состояния в непроводящее состояние. Получение первого признака может предусматривать измерение сопротивления самовосстанавливающегося предохранителя 116, которое, например, указывает на то, что произошло изменение сопротивления самовосстанавливающегося предохранителя 116 со значения, которое меньше заданной величины электрического сопротивления, до значения, которое больше заданной величины электрического сопротивления.

В ответ на первый признак, контроллер может вызвать блокировку подачи электроэнергии к батарейному интерфейсу 102 от порта 106 зарядки. Контроллер может вызвать блокировку, например, путем разрыва электрического соединения между портом 106 зарядки и батарейным интерфейсом 102 или тому подобного, посредством размыкания переключателя и т.д. Контроллер может получить второй признак того, что температура порта 106 зарядки ниже заданного температурного порога. Второй признак может быть получен, когда самовосстанавливающийся предохранитель переходит из непроводящего состояния в первое состояние вследствие охлаждения порта 106 зарядки до температуры ниже заданного температурного порога. Подобно первому признаку, второй признак может быть получен в результате перехода самовосстанавливающегося предохранителя из непроводящего состояния в проводящее состояние, и получение второго признака может предусматривать измерение сопротивления самовосстанавливающегося предохранителя 116, указывающее на то, что сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя 116 перешло от значения выше заданного электрического сопротивления к значению ниже заданного электрического сопротивления. В ответ на второй признак, контроллер может разрешить подачу питания на батарейный интерфейс 102 из порта 106 зарядки, например, путем замыкания переключателя, электрически соединяющего их.

Температура порта 106 зарядки может увеличиваться из-за тока, протекающего через порт 106 зарядки. Температура порта 106 зарядки может превышать заданный температурный порог во время передачи электроэнергии от порта 106 зарядки к батарейному интерфейсу 102, если в порту 106 зарядки имеется неисправность. Примеры неисправностей порта 106 зарядки включают в себя механические неисправности порта 106 зарядки, такие, например, как физическое повреждение порта 106 зарядки, из-за которого температура порта 106 зарядки превышает заданный температурный порог во время передачи электроэнергии. Примеры неисправностей также включают в себя загрязнение порта 106 зарядки, например, мусором. Мусор может попасть в порт 106 зарядки и вызвать превышение его температурой заданного температурного порога во время передачи электроэнергии, например, вследствие воздействия мусора на площадь поверхности электрического контакта порта 106 зарядки, которая может свободно принимать подаваемый ток. В некоторых случаях в порт 106 зарядки может попасть жидкость и затвердеть с образованием мусора под воздействием тепла, выделяемого в порту 106 зарядки во время передачи электроэнергии.

Когда температура порта 106 зарядки превышает заданный температурный порог, подача электроэнергии к батарейному интерфейсу 102 из порта 106 зарядки блокируется, как это описано выше. Когда подача энергии блокируется посредством блокировки тока, протекающего через порт 106 зарядки, порт 106 зарядки охлаждается. Как только порт 106 зарядки достаточно охладится (так что произойдет переход из непроводящего состояния в проводящее состояние), подача энергии больше не будет блокироваться, как это описано ниже. Может случиться так, что неисправность порта 106 зарядки, которая явилась основной причиной того, что температура порта 106 зарядки превысила заданный температурный порог, исчезла (т.е. больше не присутствует), то когда порт 106 зарядки охладится, подача электроэнергии больше не будет блокироваться. Следует понимать, что для некоторых механических неисправностей это может быть не так, но другие неисправности, такие как мусор, могут быть устранены. В этом случае может продолжиться подача электрической энергии на батарейный интерфейс 102.

В некоторых примерах неисправность порта 106 зарядки может сохраняться настолько долго, что температура порта 106 зарядки несколько раз превышает заданный температурный порог. Порт 106 зарядки может находиться в первом состоянии, в котором он функционирует нормально, или во втором состоянии, в котором имеется постоянная неисправность в порту 106 зарядки, вызывающая повторяющееся превышение его температурой заданного температурного порога. Нормальное функционирование в этом контексте означает, что температура порта 106 зарядки не превышает заданный температурный порог несколько раз за короткий промежуток времени. Первое состояние можно назвать состоянием нормального функционирования. Второе состояние может называться состоянием неисправности.

Контроллер может конфигурироваться для мониторинга состояний самовосстанавливающегося предохранителя 116 и определения на основе истории состояний самовосстанавливающегося предохранителя 116, находится ли порт зарядки в состоянии неисправности. При этом контроллер устройства 100 может использовать такой способ, как способ 400, проиллюстрированный блок-схемой, показанной на фиг. 4.

На этапе 402 способа 400 осуществляют мониторинг состояния термочувствительного элемента, находящегося в тепловом контакте с соединительным интерфейсом. Например, осуществляют мониторинг состояния самовосстанавливающегося предохранителя 116, находящегося в тепловом контакте с портом 106 зарядки (например, посредством теплового колодца 206). Контроллер осуществляет мониторинг на этапе 402, например, через дорожки 114 порта зарядки. На этапе 404 способа 400 определяют количество раз, когда работа соединительного интерфейса блокировалась из-за повышения температуры соединительного интерфейса на основе мониторинга состояния термочувствительного элемента. В контексте этапа 404, работа соединительного интерфейса блокируется вследствие того, что термочувствительный элемент реагирует на повышение температуры соединительного интерфейса. Например, самовосстанавливающийся предохранитель 116 реагирует на повышение температуры порта 106 зарядки переходом из проводящего состояния в непроводящее состояние. Работа порта 106 зарядки блокируется из-за блокировки подачи электроэнергии на батарейный интерфейс 102 из порта 106 зарядки в ответ на повышение температуры порта 106 зарядки. Например, контроллер осуществляет определение в соответствии с этапом 404.

На этапе 406 определяют, находится ли соединительный интерфейс в первом состоянии или во втором состоянии, на основе выявленного количества раз, когда работа соединительного интерфейса блокировалась, при этом первое состояние указывает на нормальное функционирование соединительного интерфейса, а второе состояние указывает на неисправность соединительного интерфейса. Например, на основе выявленного количества раз, когда подача электроэнергии к батарейному интерфейсу 102 из порта 106 зарядки блокировалась, контроллер определяет, находится ли порт 106 зарядки в первом состоянии (нормальное рабочее состояние) или во втором состоянии (состояние неисправности – это состояние, когда порт зарядки 106 имеет постоянную неисправность).

Этап 406 может заключаться в определение того, находится ли порт 106 зарядки в нормальном рабочем состоянии или в состоянии неисправности, на основании частоты блокировки работы порта 106 зарядки в течение заданного интервала времени. Например, заданный интервал времени может быть количеством времени, которое требуется батарее 104 устройства 100 для перехода из первого состояния заряда ко второму состоянию заряда, или кратным этому времени. Первое состояние заряда может быть выбрано как состояние заряда, при котором пользователи устройства 100 обычно должны инициировать зарядку (например, путем подключения подходящего разъема к порту 106 зарядки для подачи энергии). Например, первое состояние заряда может характеризоваться 20% оставшегося заряда батареи. Второе состояние заряда может характеризоваться 100% оставшегося заряда батареи или другим значением, при котором пользователь обычно завершает зарядку (например, 80% заряда и т.д.). Следует понимать, что точные состояния заряда не являются существенными для способа 400.

Например, порт 106 зарядки может быть определен как находящийся в состоянии неисправности, если его работа заблокирована, как описано выше, три или более раз в течение заданного интервала времени, причем заданный интервал времени представляет собой количество времени, необходимое для зарядки батареи с 20% заряда до 80% заряда. Такая история порта 106 зарядки может быть связана с сохраняющейся неисправностью.

В некоторых примерах устройство 100 содержит индикатор, сконфигурированный для индикации пользователю устройства 100 состояния неисправности порта 106 зарядки и/или для передачи информации о состоянии порта 106 зарядки для приема сервером. Например, устройство 100 может содержать визуальный индикатор, звуковой индикатор, тактильный индикатор и т.п. Например, визуальный индикатор может представлять собой световой индикатор, такой как светодиод, или более сложный индикатор, такой как экран дисплея, для отображения информации (в виде текста, графики и т.д.). Устройство 100 может передавать информацию о своем состоянии, когда оно подключено к интеллектуальному устройству, например портативному компьютеру и т.д. Например, контроллер может передавать через дорожки 114 порта зарядки информацию, когда интеллектуальное устройство подключено к устройству 100 через порт 106 зарядки. Затем интеллектуальное устройство может передать информацию на сервер. Альтернативно или дополнительно устройство 100 может содержать беспроводной передатчик для передачи информации. Устройство 100 может передавать информацию по беспроводной связи через сеть (например, сеть мобильной связи) для приема сервером и/или может передавать информацию по беспроводной связи на интеллектуальное устройство (например, через Bluetooth, Wi-Fi и т.д.) для последующего приема сервером. Передачу информации на сервер может осуществлять интеллектуальное устройство.

Сервер может собирать информацию о состояния порта 106 зарядки. Производитель устройства 100 может получить доступ к этой информации и может предложить пользователю замену или ремонт устройства 100. В предпочтительном варианте осуществления, производитель также может получить информацию о производительности и надежности порта 106 зарядки в устройстве 100. Информация, собранная сервером, также может помочь в диагностике проблем с устройством 100, например, позволяет определить, связаны ли проблемы, о которых сообщил пользователь, с постоянной неисправностью порта 106 зарядки.

Может быть реализован способ изготовления устройства для нагревания аэрозолизуемого материала, такого как предлагаемое в некоторых из описанных примеров устройство 100. Такой способ включает в себя предоставление термочувствительного элемента (например, самовосстанавливающегося предохранителя 116) рядом с соединительным интерфейсом (например, с портом 106 зарядки) устройства, чтобы термочувствительный элемент находится в тепловом контакте с соединительным интерфейсом. Такой способ также предусматривает предоставление контроллера, такого как описанный выше контроллер, сконфигурированный для отслеживания того, находится ли термочувствительный элемент в первом состоянии или во втором состоянии, при этом первое состояние является состоянием термочувствительного элемента при температуре ниже заданного температурного порога, а второе состояние является состоянием термочувствительного элемента при температуре выше заданного температурного порога. Предоставленный контроллер в таком способе также конфигурируется для определения состояния неисправности соединительного интерфейса на основе истории состояний термочувствительного элемента.

Различные примеры, описанные в настоящем документе, представлены только для помощи в понимании и уяснении заявленных отличительных признаков. Эти примеры представлены исключительно в качестве репрезентативной выборки и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты, описанные в данном документе, не следует рассматривать как ограничения объема изобретения, определенного формулой изобретения, или ограничения эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты осуществления, и могут быть сделаны изменения, не выходящие за рамки объема заявленного изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут подходящим образом содержать, состоять или состоять по существу из соответствующих комбинаций раскрытых элементов, компонентов, отличительных признаков, частей, этапов, средств и т.д., отличающихся от тех, которые конкретно описаны в данном документе. Кроме того, настоящее изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.

Настоящее изобретение относится к устройству для нагревания аэрозолизуемого материала и способу определения состояния компонента табачного изделия. Раскрыто устройство для нагревания аэрозолизуемого материала для испарения по меньшей мере одного компонента упомянутого аэрозолизуемого материала. Устройство содержит первый соединительный интерфейс для подключения к источнику питания для обеспечения электропитания, второй соединительный интерфейс для подключения к внешнему источнику питания для подачи электропитания на первый соединительный интерфейс и термочувствительный элемент, расположенный в тепловом контакте со вторым соединительным интерфейсом таким образом, чтобы реагировать на изменения температуры второго соединительного интерфейса. Подача электроэнергии к первому соединительному интерфейсу от второго соединительного интерфейса блокируется на основании термочувствительного элемента, реагирующего на повышение температуры второго соединительного интерфейса. Также раскрыт способ определения состояния соединительного интерфейса табачного изделия. Изобретение обеспечивает улучшенную систему, предназначенную для создания вдыхаемой среды. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для нагревания аэрозолизуемого материала для испарения по меньшей мере одного компонента упомянутого аэрозолизуемого материала, содержащее:

первый соединительный интерфейс для подключения к источнику питания, с тем чтобы обеспечивать электропитание для нагревания аэрозолизуемого материала;

второй соединительный интерфейс для подключения к внешнему источнику питания для подачи электропитания на первый соединительный интерфейс, с тем чтобы подзаряжать указанный источник питания; и

термочувствительный элемент, расположенный в тепловом контакте со вторым соединительным интерфейсом таким образом, чтобы реагировать на изменения температуры второго соединительного интерфейса,

при этом подача электроэнергии на первый соединительный интерфейс со второго соединительного интерфейса блокируется на основе срабатывания термочувствительного элемента при повышении температуры второго соединительного интерфейса.

2. Устройство по п. 1, в котором подача энергии к первому соединительному интерфейсу со второго соединительного интерфейса блокируется на основе срабатывания термочувствительного элемента при превышении температуры второго соединительного интерфейса порогового значения температуры, причем пороговое значения температуры установлено на более высокое значение температуры, чем нормальная рабочая температура второго соединительного интерфейса.

3. Устройство по п. 1 или 2, содержащее печатную плату, на первой стороне которой расположен второй соединительный интерфейс, а на второй стороне расположен термочувствительный элемент.

4. Устройство по п. 3, в котором внутренняя структура по меньшей мере части печатной платы выполнена с возможностью облегчения теплопередачи между вторым соединительным интерфейсом и термочувствительным элементом.

5. Устройство по п. 4, которое содержит тепловой колодец, обеспечивающий тепловой контакт между вторым соединительным интерфейсом и термочувствительным элементом.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором:

термочувствительный элемент представляет собой самовосстанавливающийся предохранитель; и

самовосстанавливающийся предохранитель переходит из первого состояния во второе состояние, реагируя на повышение температуры второго соединительного интерфейса выше порогового значения температуры, при этом первое состояние является состоянием, в котором электрическое сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя ниже заданной величины электрического сопротивления, а второе состояние является состоянием, в котором электрическое сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя выше заданной величины электрического сопротивления.

7. Устройство по п. 6, в котором самовосстанавливающийся предохранитель переходит из второго состояния в первое состояние, реагируя на падение температуры соединительного интерфейса ниже порогового значения температуры.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, в котором термочувствительный элемент электрически подключен последовательно между первым соединительным интерфейсом и вторым соединительным интерфейсом.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, которое содержит контроллер, выполненный с возможностью мониторинга термочувствительного элемента и определения на основе истории состояний термочувствительного элемента, находится ли второй соединительный интерфейс в неисправном состоянии.

10. Устройство по п. 9, которое содержит индикатор для индикации пользователю устройства состояния неисправности второго соединительного интерфейса и/или выполненный с возможностью передачи информации о состоянии второго соединительного интерфейса для приема сервером.

11. Способ определения состояния соединительного интерфейса табачного изделия, включающий:

мониторинг термочувствительного элемента, находящегося в тепловом контакте с соединительным интерфейсом;

определение количества блокирований работы соединительного интерфейса из-за повышения температуры соединительного интерфейса на основе мониторинга термочувствительного элемента; и

определение на основе указанного определенного количества блокирований работы соединительного интерфейса, находится ли соединительный интерфейс в первом состоянии или во втором состоянии,

при этом первое состояние обозначает нормальное функционирование соединительного интерфейса, а второе состояние обозначает неисправное состояние соединительного интерфейса.

12. Способ по п. 11, в котором:

термочувствительный элемент представляет собой самовосстанавливающийся предохранитель; и

самовосстанавливающийся предохранитель переходит из первого состояния во второе состояние, реагируя на повышение температуры соединительного интерфейса выше порогового значения температуры, при этом первое состояние является состоянием, в котором электрическое сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя ниже заданной величины электрического сопротивления, а вторым состоянием является состояние, в котором электрическое сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя выше указанной заданной величины электрического сопротивления.

13. Способ по п. 11 или 12, который содержит определение на основе частоты блокировки работы соединительного интерфейса в течение заданного интервала времени, находится ли соединительный интерфейс в первом состоянии или во втором состоянии,

14. Способ по п. 12 или 13, в котором на основе определенного состояния соединительного интерфейса обеспечивают индикацию для пользователя устройства и/или отправку индикации для приема сервером.