УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, С ОПТИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A24F40/51 

Настоящее изобретение относится к электрически нагреваемому устройству, генерирующему аэрозоль, со средствами для обнаружения присутствия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости устройства.

Устройства, генерирующие аэрозоль, применяемые для генерирования вдыхаемого аэрозоля посредством электрического нагревания субстрата, образующего аэрозоль (образующий аэрозоль субстрат), в целом известны из уровня техники. Такие устройства могут содержать полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Такие устройства дополнительно содержат электрический нагреватель для нагревания субстрата, когда изделие размещено в полости. Для различных целей обнаружение определенных условий и состояний в приемной полости важно для обеспечения надлежащего функционирования устройства. Например, важно точно определять затяжку пользователя для противодействия изменениям температуры нагрева, когда пользователь делает затяжку. В других случаях может потребоваться обнаружение присутствия или смещения изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости для включения или отключения процесса нагрева. Аналогичным образом может потребоваться распознавание типа изделия для обеспечения использования только подходящих изделий с соответствующим устройством. Такое определение состояния обычно осуществляется с помощью сенсорных средств, расположенных внутри полости. Там сенсорные средства неизбежно подвергаются воздействию тепла и влаги, и кроме того - в случае устройств с индукционным нагревом - воздействию высокочастотных электромагнитных полей. Зачастую такие воздействия повышают чувствительность обнаружения состояния к помехам. Кроме того, датчик может быть поврежден, в частности, вследствие механических воздействий во время очистки полости, во время вставки изделия в полость или извлечения из нее.

Соответственно, было бы желательно обеспечить электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, обладающее преимуществами по сравнению с решениями предшествующего уровня техники, но без их ограничений. В частности, было бы желательно иметь электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, обеспечивающее усовершенствованные средства для обнаружения присутствия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости устройства.

В соответствии с настоящим изобретением предложено электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, способного образовывать вдыхаемый аэрозоль при нагреве. Такое устройство содержит приемную полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, которое содержит субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Устройство дополнительно содержит электрический нагреватель для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости. Кроме того, устройство содержит детектор состояния для обнаружения присутствия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости. Детектор состояния содержит источник излучения, расположенный и выполненный с возможностью испускания излучения в приемную полость. Детектор состояния дополнительно содержит датчик излучения, расположенный и выполненный с возможностью обнаружения части испускаемого излучения, отражаемой от внутренней части приемной полости и указывающей на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния.

В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что детектор состояния, испускающий излучение в приемную камеру и обнаруживающий излучение, отражаемое от внутренней части приемной камеры, позволяет дистанционно определять состояние в приемной полости, что является преимуществом. Благодаря этому источник излучения и датчик излучения могут быть расположены в положении, удаленном от любых неблагоприятных условий в приемной камере, таких как тепло, влага и электромагнитные поля.

Кроме того, детектор состояния на основе излучения обеспечивает быстрое и мгновенное определение состояния без какой-либо задержки между возникновением конкретного состояния или изменением состояния и возможностью его обнаружения в положении детектора состояния.

В целом, детектор состояния может быть выполнен с возможностью обнаружения присутствия одного конкретного состояния в приемной полости или для обнаружения присутствия множества различных состояний в приемной полости. В частности, детектор состояния может быть выполнен с возможностью осуществления по меньшей мере одного из следующего:

обнаружения затяжки, осуществляемой пользователем, путем обнаружения изменения интенсивности отраженного излучения вследствие изменения плотности воздуха в приемной полости, происходящего во время затяжки пользователя;

обнаружения присутствия изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости путем обнаружения изменения интенсивности отраженного излучения при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в приемную полость;

обнаружения смещения изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости путем обнаружения отклонения интенсивности отраженного излучения от предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения; или

распознавания конкретного типа изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в приемной полости, путем обнаружения предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения, соответствующего конкретному типу изделия.

В данном документе термин «излучение» относится к электромагнитному излучению, в частности, к свету, предпочтительно к видимому свету в спектральном диапазоне от 400 нм до 700 нм и/или к инфракрасному (IR, ИК) свету в спектральном диапазоне от 700 нм до 1 мм, в частности, к ближнему инфракрасному (NIR) свету в спектральном диапазоне от 700 нм до 1,4 мкм, и/или ультрафиолетовому (UV) свету в спектральном диапазоне от 100 нм до 400 нм.

Соответственно, источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания излучения в спектральном диапазоне от 100 нм до 1400 нм, в частности, от 100 нм до 400 нм и/или от 400 нм до 700 нм и/или от 700 нм до 1400 нм. В частности, источник излучения может быть выполнен с возможностью испускания света в спектральном диапазоне от 100 нм до 1400 нм, в частности, видимого света в спектральном диапазоне от 400 нм до 700 нм; и/или инфракрасного (IR) света в спектральном диапазоне от 700 нм до 1 мм, в частности, ближнего инфракрасного (NIR) света в спектральном диапазоне от 700 нм до 1,4 мкм; и/или ультрафиолетового (UV) света в спектральном диапазоне от 100 нм до 400 нм.

Соответственно, источник излучения может представлять собой источник света, в частности, источник видимого света или источник инфракрасного (IR) света, в частности источник ближнего инфракрасного (NIR) света или источник ультрафиолетового (UV) света.

Источник излучения предпочтительно содержит светоизлучающий диод (LED). Светодиоды доступны по низким ценам и имеют небольшой, компактный общий размер, что является преимуществом для компактной конструкции детектора состояния. В зависимости от спектрального диапазона испускаемого излучения источник излучения может содержать белый, или зеленый, или красный, или инфракрасный светодиод, или их комбинации. В данном документе зеленый светодиод или красный светодиод обозначает светодиод, который испускает излучение в узком диапазоне длин волн, имеющий зеленый или красный цвет в качестве основного цвета. Такие светодиоды также могут быть названы монохромными светодиодами. Соответственно, источник излучения может содержать один или более монохромных источников излучения. Белый диод обозначает светодиод, который испускает излучение в широком диапазоне длин волн, охватывающем большую часть видимого спектрального диапазона от 400 нм до 700 нм или весь видимый спектральный диапазон от 400 нм до 700 нм. Белый светодиод может состоять из отдельных светодиодов, излучающих три основных цвета: «красный», «зеленый» и «синий», которые смешиваются, образуя белый свет. В качестве альтернативы, белый светодиод может содержать люминофорный материал для преобразования монохромного света от синего светодиода или УФ-светодиода в белый свет широкого спектра, подобно флуоресцентной лампе.

Предпочтительно, детектор излучения содержит фотодиод. Как и светодиоды, фотодиоды также доступны по низким ценам и также имеют небольшой, компактный общий размер, что является преимуществом для компактной конструкции детектора состояния. Спектральную чувствительность детектора излучения предпочтительно выбирают таким образом, чтобы она соответствовала по меньшей мере части спектрального диапазона испускаемого излучения, т. е. спектру испускания источника излучения. Например, детектор излучения может содержать кремниевый (Si) фотодиод, характеризующийся спектральной чувствительностью в диапазоне от 190 нм до 1100 нм, или германиевый (Ge) фотодиод, характеризующийся спектральной чувствительностью в диапазоне от 400 нм до 1700 нм, или фотодиод из арсенида индия-галлия (InGaAs), характеризующийся спектральной чувствительностью в диапазоне от 800 нм до 2600 нм.

Предпочтительно, источник излучения и детектор излучения расположены за пределами приемной полости. Это позволяет полностью изолировать источник излучения и датчик излучения от любых неблагоприятных условий в приемной камере, что является преимуществом. Кроме того, расположение за пределами приемной полости позволяет упростить конструкцию полости. В частности, нет необходимости в том, чтобы полость содержала какой-либо электрический вывод для присоединения источника излучения и датчика излучения. По этой причине полость может иметь сплошную внутреннюю поверхность. Это обеспечивает возможность экранирования и других частей устройства, генерирующего аэрозоль, например, электронных компонентов, от неблагоприятных воздействий, возникающих изнутри полости, что является преимуществом. Помимо этого, расположение за пределами приемной полости предотвращает повреждение датчика, например, вследствие механических воздействий во время очистки полости или во время вставки или извлечения изделия в приемную полость или из нее.

Предпочтительно, источник излучения и детектор излучения не находятся в сообщении по текучей среде с внутренней частью приемной полости, что является преимуществом по тем же причинам, которые рассматривались выше.

Источник излучения и детектор излучения могут быть отделены от внутренней части приемной полости стеновым элементом. Стеновой элемент образует по меньшей мере часть приемной полости. В частности, стеновой элемент может образовывать часть стенки, определяющей приемную полость.

Для того чтобы излучение могло попадать в приемную полость и отражаться наружу к датчику излучения, стеновой элемент предпочтительно является оптически пропускающим по меньшей мере для части спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения.

Для того чтобы достаточное количество мощности излучения могло достичь внутренней части приемной камеры и, соответственно, датчика излучения (отраженного излучения), стеновой элемент может иметь оптическое пропускание по меньшей мере 20 процентов, в частности, по меньшей мере 50 процентов, предпочтительно по меньшей мере 75 процентов, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 процентов по меньшей мере для части спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения. Предпочтительно, часть спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения, для которой пропускание выше соответствующего одного из указанных пороговых значений, охватывает не менее 20%, в частности не менее 50% спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения.

В целом, стеновой элемент может быть изготовлен из материала, который отличается от материала других частей стенки, определяющей приемную полость. В качестве альтернативы, стеновой элемент может быть изготовлен из материала, который является идентичным материалу других частей стенки, определяющей приемную полость.

Стеновой элемент может быть изготовлен из одного из следующих материалов: политетрафторэтилена (PTFE, также известного как Teflon®) и полиэфирэфиркетона (PEEK). Такие материалы обеспечивают достаточное пропускание. Например, для определенных длин волн PTFE может быть непрозрачным для видимого света, но пропускающим для других диапазонов длин волн.

Стеновой элемент может иметь толщину стенки в диапазоне от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров, в частности от 0,15 миллиметра до 1 миллиметра, предпочтительно от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра. Толщина стенки обозначает протяженность стенового элемента в поперечном направлении, в частности, перпендикулярно поверхности стенового элемента, которая определяет внутреннюю поверхность приемной полости.

Приемная полость может содержать отверстие для вставки, через которое в приемную полость может быть вставлено изделие, генерирующее аэрозоль. В настоящем документе направление, в котором вставляется изделие, генерирующее аэрозоль, обозначается как направление вставки. Предпочтительно, направление вставки соответствует направлению, в котором проходит длинная ось, в частности, центральная ось приемной полости.

После вставки в приемную полость по меньшей мере часть изделия, генерирующего аэрозоль, еще может выступать наружу через отверстие для вставки. Выступающая наружу часть предпочтительно выполнена с возможностью взаимодействия с пользователем, в частности, с возможностью введения в полость рта пользователя. Следовательно, во время использования устройства отверстие для вставки может находиться близко к рту. Соответственно, в данном документе секции, расположенные рядом с отверстием для вставки или рядом со ртом пользователя при использовании устройства, обозначаются идущим перед ними словом «ближний». Секции, расположенные дальше, обозначаются идущим перед ними словом «дальний».

С учетом этих условных обозначений приемная полость может быть выполнена или расположена в ближней части устройства, генерирующего аэрозоль. Отверстие для вставки может быть выполнено или расположено на ближнем конце устройства, генерирующего аэрозоль, в частности, на ближнем конце приемной полости.

Аналогичным образом приемная полость может быть образована в виде полости, в частности, в виде продолговатой полости, содержащей дальнюю концевую часть и ближнюю концевую часть. Если имеется, отверстие для вставки может быть расположено на ближнем конце приемной полости. На дальнем конце приемная полость может содержать дно, противоположное отверстию для вставки.

Стеновой элемент предпочтительно расположен в дальней концевой части приемной полости. В частности, стеновой элемент может образовывать по меньшей мере часть дна приемной полости. В качестве альтернативы, стеновой элемент может образовывать по меньшей мере часть дальней концевой части боковой стенки приемной полости.

Соответственно, по меньшей мере часть детектора состояния, в частности источник излучения и датчик излучения, могут быть расположены вблизи или смежно с дальней концевой частью приемной полости. В частности, источник излучения и датчик излучения могут быть расположены вблизи или смежно с дном приемной полости. Аналогичным образом источник излучения и датчик излучения могут быть расположены вблизи или смежно с частью дальней концевой части боковой стенки приемной полости. Такое расположение особенно выгодно в конфигурации устройства, при которой поток воздуха через полость проходит через дальнюю концевую часть полости. В частности, это относится к случаям, когда поток воздуха входит в изделие, генерирующее аэрозоль, после его размещения в полости, в дальней концевой части полости. Например, когда детектор состояния используется для обнаружения затяжки, расположение детектора состояния вблизи или смежно с этими частями является полезным, поскольку эти части наиболее чувствительны к изменению плотности воздуха в приемной полости, происходящему во время затяжки, осуществляемой пользователем.

В целом, по меньшей мере часть детектора состояния, в частности, источник излучения и датчик излучения, могут быть расположены вблизи или смежно со стеновым элементом. В частности, по меньшей мере часть детектора состояния, в частности, источник излучения и датчик излучения, могут быть расположены в стеновом элементе или по меньшей мере частично внутри него. Как описано выше, стеновой элемент может представлять собой часть боковой стенки или дно приемной полости.

В данном документе термин «расположен на стеновом элементе», в частности, означает, что соответствующие компоненты расположены на поверхности стенового элемента, противоположной другой поверхности стенового элемента, которая образует по меньшей мере часть внутренней поверхности приемной полости.

Расположение по меньшей мере частично в стеновом элементе может быть полезным для уменьшения эффектов поглощения и увеличения времени отклика детектора состояния. Кроме того, расположение по меньшей мере частично в стеновом элементе преимущественно обеспечивает компактную интеграцию по меньшей мере части детектора состояния, в частности, источника излучения и датчика излучения, в устройство, генерирующее аэрозоль. Например, по меньшей мере часть детектора состояния, например, источник излучения и датчик излучения, может быть интегрирована в стеновой элемент приемной полости.

Источник излучения и датчик излучения могут быть частью сенсорного блока. Сенсорный блок может содержать опорный корпус, к которому прикреплен источник излучения и датчик излучения и который служит для установки сенсорного блока в устройство. Например, устройство может включать в себя гнездовое углубление, которое расположено вблизи донной части приемной полости и которое выполнено с возможностью размещения сенсорного блока. Для надежного удержания сенсорного блока в гнездовом углублении опорный корпус может содержать один или более защелкивающихся соединительных элементов, которые входят в зацепление с соответствующими защелкивающимися соединительными элементами в гнездовом углублении при вставке сенсорного блока в гнездовое углубление.

В дополнение к источнику излучения и датчику излучения детектор состояния может дополнительно содержать электрическую схему для управления работой источника излучения и/или для преобразования выходного сигнала датчика излучения в сигнал, указывающий на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости. Электрическая схема может содержать по меньшей мере одно из следующего: усилитель напряжения, управляемый током, для преобразования тока в напряжение, усилитель преобразования сигнала, преобразователь несимметричного сигнала в дифференциальный, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать контроллер, функционально соединенный с детектором состояния. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения присутствия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости на основании выходного сигнала, подаваемого детектором состояния, в частности датчиком излучения, который указывает на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости.

Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления общей работой устройства, генерирующего аэрозоль, в частности, процесса нагревания. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулировки управления процессом нагревания для поддержания температуры нагрева на определенном уровне, когда пользователь делает затяжку, на основании сигнала, указывающего на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости, . Аналогичным образом, контроллер может быть выполнен с возможностью (предпочтительно автоматически) включения или инициирования процесса нагрева при обнаружении присутствия изделия, генерирующего аэрозоль в приемной полости, в частности, путем обнаружения изменения интенсивности отраженного излучения после вставке изделия, генерирующего аэрозоль в приемную полость. В качестве другого примера контроллер может быть выполнен с возможностью остановки или отключения нагрева при обнаружении смещения изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости путем обнаружения отклонения интенсивности отраженного излучения от предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения. В качестве другого примера контроллер может быть выполнен с возможностью включения или отключения работы устройства при распознавании подходящего или неподходящего типа изделия, размещенного в приемной полости, в частности, путем обнаружения предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения, соответствующего конкретному типу изделия.

Контроллер и по меньшей мере части детектора состояния могут быть интегральной частью общей электрической схемы устройства, генерирующего аэрозоль.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, предпочтительно батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство аккумулирования заряда другого вида, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов потребления пользователем. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного устройства.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха, находящееся в сообщении по текучей среде с приемной полостью. Соответственно, система, генерирующая аэрозоль, может содержать путь для воздуха, проходящий от по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха в приемную полость и возможно далее через субстрат, образующий аэрозоль, внутри изделия и мундштука в рот пользователя.

Предпочтительно, впускное отверстие для воздуха выполнено в положении отверстия для вставки приемной полости, используемого для вставки изделия в полость. Когда изделие размещено в полости, воздух может быть втянут в приемную полость по краю отверстия для вставки и далее через проход для потока воздуха, образованный между внешней окружностью изделия, генерирующего аэрозоль, и по меньшей мере одной или более частями внутренней поверхности приемной полости.

Приемная полость может содержать множество выступов, проходящих внутрь приемной полости. Предпочтительно, выступы указанного множества расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что проход для потока воздуха образуется между соседними выступами, то есть интервалами (свободным пространством) между соседними выступами,

Кроме того, выступы указанного множества могут быть выполнены с возможностью контакта с по меньшей мере частью изделия, генерирующего аэрозоль, для удерживания изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости.

По меньшей мере один, в частности, каждый из множества выступов может содержать ребро, может быть выполнен в виде ребра или может представлять собой ребро. Предпочтительно, указанные одно или более ребер проходят в направлении длинной оси, в частности, центральной оси приемной полости. Предпочтительно, длинная ось приемной полости соответствует направлению вставки, по которому изделие, генерирующее аэрозоль, может быть вставлено в приемную полость.

Ребра могут быть симметрично расположены вокруг длинной оси, в частности, центральной оси. В частности, ребра могут быть расположены на равном расстоянии вокруг длинной оси, в частности центральной оси. Любая из этих конфигураций является полезной для улучшенного управления потоком воздуха в устройстве. Как описано выше, термин «проходящий вдоль направления длинной оси, в частности, центральной оси» включает как прохождение параллельно центральной оси, так и прохождение в общем направлении центральной оси, которое может отклоняться от центральной оси (например, на от 2 до 5 градусов), но все еще лежать в соответствующей общей плоскости с центральной осью. Последнее относится, в частности, к по существу сужающейся, например, конической форме или форме усеченного конуса приемной полости, как дополнительно указано ниже.

Одно или более ребер могут иметь по существу треугольную форму поперечного сечения. В альтернативном варианте осуществления одно или более ребер могут иметь по существу прямоугольную, по существу трапециевидную, по существу полуовальную форму или по существу полукруглую форму поперечного сечения.

Одно или более ребер могут содержать контактную поверхность, которая предпочтительно адаптирована к форме соответствующей части изделия, генерирующего аэрозоль, с которой контактная поверхность контактирует при вставке изделия в приемную полость.

По меньшей мере один, в частности, каждый из множества выступов может быть скошенным или может содержать по меньшей мере один скос. Предпочтительно, соответствующие выступы могут быть скошены со стороны, обращенной к отверстию для вставки приемной полости, или могут содержать по меньшей мере один скос, обращенный к отверстию для вставки приемной полости. Это облегчает вставку изделия в приемную полость, что является преимуществом. Аналогичным образом соответствующие выступы могут быть скошены со стороны, обращенной от отверстия для вставки приемной полости, или могут содержать по меньшей мере один скос, обращенный от отверстия для вставки приемной полости. Это облегчает извлечение изделия из приемной полости, что является преимуществом.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более концевых ограничителей, расположенных в приемной полости, в частности, на дальнем конце приемной полости. Один или более концевых ограничителей предпочтительно выполнены с возможностью ограничения глубины вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в приемную полость. В частности, один или более концевых ограничителей могут быть выполнены с возможностью предотвращения примыкания изделия, генерирующего аэрозоль, к внутренней поверхности приемной полости на дальнем конце приемной полости, противоположном отверстию для вставки приемной полости на ближнем конце приемной полости. Таким образом, один или более концевых ограничителей обеспечивают свободное пространство в дальней части приемной полости, создавая возможность свободного течения воздуха между дальним концом приемной полости и дальним концом изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости, что является преимуществом. Объем свободного пространства или зазора в пределах дальней части приемной полости, расположенной вблизи нижней части полости, может преимущественно служить в качестве полости для обнаружения аэрозолей.

Один или более концевых ограничителей могут содержать контактную поверхность, с которой может контактировать изделие, генерирующее аэрозоль, в частности, дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости.

Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать множество отдельных концевых ограничителей, например, три концевых ограничителя, которые расположены в приемной полости, в частности, на дальнем конце приемной полости.

Концевые ограничители указанного множества могут быть симметрично расположены вокруг длинной оси, в частности, центральной оси приемной полости. В частности, концевые ограничители указанного множества могут быть расположены на равном расстоянии вокруг длинной оси, в частности, центральной оси приемной полости. Как описано выше, это обеспечивает возможность свободного течения воздуха вокруг концевых ограничителей и изделия, размещенного в приемной полости.

Электрический нагреватель устройства, генерирующего аэрозоль, может представлять собой индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель может содержать индукционный источник, содержащий индуктор, который выполнен с возможностью генерирования переменного, в частности, высокочастотного электромагнитного поля в приемной полости. Указанное переменное, в частности, высокочастотное, электромагнитное поле может иметь частоту в диапазоне от 500 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности, от 5 МГц до 15 МГц, предпочтительно, от 5 МГц до 10 МГц. После вставки изделия в приемную полость переменное электромагнитное поле используется для индукционного нагрева токоприемника, который находится в тепловом контакте или в тепловой близости с субстратом, образующим аэрозоль, подлежащим нагреванию. Индуктор может быть расположен таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть приемной полости или по меньшей мере часть внутренней поверхности приемной полости, соответственно. Например, индуктор может представлять собой катушку индуктивности, например, спиральную катушку, расположенную внутри боковой стенки приемной полости. Индуктор может быть расположен таким образом, чтобы окружать только дальнюю часть внутренней поверхности приемной полости. Аналогичным образом индуктор может быть расположен таким образом, чтобы окружать по меньшей мере среднюю осевую часть внутренней поверхности приемной полости, причем средняя осевая часть расположена между дальней частью и ближней частью внутренней поверхности приемной полости.

В альтернативном варианте осуществления нагреватель может представлять собой резистивный нагреватель, содержащий резистивный нагревательный элемент. Резистивный нагревательный элемент выполнен с возможностью нагреваться при протекании через него электрического тока за счет омического сопротивления или резистивной нагрузки резистивного нагревательного элемента. Например, резистивный нагревательный элемент может содержать по меньшей мере одно из следующего: резистивную нагревательную проволоку, резистивную нагревательную дорожку, резистивную нагревательную решетку или резистивную нагревательную сетку. При использовании устройства резистивный нагревательный элемент находится в тепловом контакте или в тепловой близости с субстратом, образующим аэрозоль, подлежащим нагреву.

В целом, приемная полость может иметь любую подходящую форму. В частности, форма приемной полости может соответствовать форме изделия, генерирующего аэрозоль, которое размещают в ней. Предпочтительно, приемная полость может иметь по существу цилиндрическую форму или сужающуюся форму, например, по существу коническую форму или по существу форму усеченного конуса.

Аналогичным образом приемная полость может иметь любое подходящее поперечное сечение, если смотреть в плоскости, перпендикулярной длинной оси приемной полости или перпендикулярной направлению вставки изделия. В частности, поперечное сечение приемной полости может соответствовать форме изделия, генерирующего аэрозоль, которое размещают в ней. Предпочтительно, приемная полость имеет по существу круглое поперечное сечение. В альтернативном варианте осуществления приемная полость может иметь по существу эллиптическое поперечное сечение, по существу овальное поперечное сечение, по существу квадратное поперечное сечение, по существу прямоугольное поперечное сечение, по существу треугольное поперечное сечение или по существу многоугольное поперечное сечение. В настоящем документе вышеуказанные формы и поперечные сечения предпочтительно относятся к форме или поперечному сечению приемной полости без учета каких-либо выступов.

Устройство может содержать модуль контроллера и модуль приемной полости. Это обеспечивает возможность модульной сборки устройства, генерирующего аэрозоль, что является преимуществом. Модуль контроллера предпочтительно содержит контроллер и источник питания. Модуль приемной полости может содержать по меньшей мере приемную полость, источник излучения и детектор излучения. Предпочтительно, модуль приемной полости может содержать по меньшей мере части электрического нагревателя. Например, если нагреватель является индукционным нагревателем. Модуль приемной полости может содержать индукционную катушку. Индукционная катушка может быть интегрирована в стенку, определяющую приемную полость. Например, индукционная катушка может быть интегрирована в стенку приемной полости, в частности, так, чтобы окружать по меньшей мере часть внутренней части приемной полости. Модуль приемной полости может быть образован в виде трубчатой муфты, которая может быть вставлена в модуль контроллера устройства, генерирующего аэрозоль.

В альтернативном варианте осуществления по меньшей мере часть приемной полости может быть выполнена как единое целое с основным элементом устройства, генерирующего аэрозоль. За счет обеспечения по меньшей мере части приемной полости как части основного элемента количество частей, необходимых для получения устройства, генерирующего аэрозоль, может быть уменьшено.

Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе. Система дополнительно содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее по меньшей мере один субстрат, образующий аэрозоль, нагреваемый указанным устройством, причем по меньшей мере часть изделия выполнена с возможностью размещения с возможностью извлечения или размещается с возможностью извлечения в приемной полости устройства.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой расходную часть, в частности, предназначенную для однократного использования. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой табачное изделие. В частности, изделие может представлять собой стержнеобразное изделие, предпочтительно цилиндрическое стержнеобразное изделие, которое может напоминать обычные сигареты.

Изделие может содержать один или более из следующих элементов: первый опорный элемент, элемент субстрата, второй опорный элемент, охлаждающий элемент и фильтрующий элемент. Предпочтительно, изделие, генерирующее аэрозоль, содержит по меньшей мере первый опорный элемент, второй опорный элемент и элемент субстрата, расположенный между первым опорным элементом и вторым опорным элементом.

Все вышеупомянутые элементы могут быть расположены последовательно вдоль длинной оси изделия в указанном выше порядке, при этом первый опорный элемент предпочтительно расположен на дальнем конце изделия, а фильтрующий элемент предпочтительно расположен на ближнем конце изделия. Каждый из вышеупомянутых элементов может быть по существу цилиндрическим. В частности, все элементы могут иметь одинаковую внешнюю форму поперечного сечения. В дополнение, указанные элементы могут быть окружены наружной оберткой таким образом, чтобы удерживать вместе указанные элементы и сохранять требуемую круглую форму сечения стержнеобразного изделия. Предпочтительно, обертка изготовлена из бумаги.

В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль при нагревании. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагреве. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать другие добавки и ингредиенты, такие как никотин или вкусоароматические вещества. В частности, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные вкусоароматические вещества. Субстрат, образующий аэрозоль, также может представлять собой пастообразный материал, саше из пористого материала, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, или, например, рассыпной табак, смешанный с гелеобразующим средством или клейким средством, который может содержать обычное вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин, и который впоследствии спрессован или сформован в виде штранга.

Элемент субстрата предпочтительно содержит по меньшей мере один субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. В случае, если система, генерирующая аэрозоль, основана на индукционном нагреве, элемент субстрата может дополнительно содержать токоприемник, который находится в тепловом контакте или в тепловой близости с субстратом, образующим аэрозоль. В данном документе термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен индукционно нагреваться внутри переменного электромагнитного поля. Это может быть результатом по меньшей мере одного из следующего: потерь на гистерезис или вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника.

По меньшей мере один из первого опорного элемента и второго опорного элемента может содержать центральный проход для воздуха. Предпочтительно, по меньшей мере один из первого опорного элемента и второго опорного элемента может содержать полую трубку из ацетилцеллюлозы. В альтернативном варианте осуществления первый опорный элемент может использоваться для того, чтобы покрывать и защищать торец дальнего конца элемента субстрата.

Элемент для охлаждения аэрозоля представляет собой элемент, имеющий большую площадь поверхности и низкое сопротивление затяжке, например, от 15 до 20 мм вод. ст. При использовании аэрозоль, образованный летучими соединениями, выделяющимися из элемента субстрата, втягивается через элемент для охлаждения аэрозоля перед переносом к ближнему концу изделия, генерирующего аэрозоль.

Фильтрующий элемент предпочтительно служит в качестве мундштука или части мундштука вместе с элементом для охлаждения аэрозоля. В настоящем документе термин «мундштук» относится к части изделия, через которую аэрозоль выходит из изделия, генерирующего аэрозоль.

Кроме того, изделие может содержать оптический маркер. Оптический маркер может быть использован для маркировки и идентификации конкретного типа изделия. Маркер может быть обнаружен детектором состояния устройства, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставляется в полость устройства.

Предпочтительно, оптический маркер представляет собой пассивный оптический маркер, содержащий светоотражающий материал, который отражает входящее излучение, испускаемое источником излучения в направлении датчика излучения. Например, оптический маркер может быть прикреплен к внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль. Соответственно, конкретный тип такого изделия, при размещении в приемной полости, может быть распознан путем обнаружения предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения, соответствующего конкретному типу изделия.

Дополнительные признаки и преимущества системы, генерирующей аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению уже были описаны выше в отношении устройства, генерирующего аэрозоль, и применимы в равной степени.

Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на Фиг. 1 схематически изображен в разрезе иллюстративный вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 2 схематически изображен модуль приемной полости устройства согласно Фиг. 1 в перспективе вместе с введенным в него изделием, генерирующим аэрозоль;

на Фиг. 3 схематически изображен в перспективе в поперечном разрезе модуль приемной полости и изделие, генерирующее аэрозоль, согласно Фиг. 2;

на Фиг. 4 схематически изображен модуль приемной полости устройства согласно Фиг. 2 без изделия, генерирующего аэрозоль;

на Фиг. 5 схематически изображена в поперечном разрезе приемная полость согласно Фиг. 4 без изделия, генерирующего аэрозоль;

на Фиг. 6 схематически изображен вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением в первом варианте применения обнаружения состояния;

на Фиг. 7 схематически изображен вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением во втором варианте применения обнаружения состояния; и

на Фиг. 8 схематически изображен вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, в соответствии с настоящим изобретением в третьем варианте применения обнаружения состояния.

На Фиг. 1 схематически изображен иллюстративный вариант осуществления устройства 200, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Устройство 200, генерирующее аэрозоль, имеет продолговатую форму и содержит модуль 210 контроллера и модуль 220 приемной полости. Модуль 220 полости содержит приемную полость 221 для размещения по меньшей мере части изделия 2, генерирующего аэрозоль. Модуль 220 приемной полости вставлен в углубление 230, образованное в ближней части 211 модуля 210 контроллера. В дальней части 212 модуль 210 контроллера содержит источник 250 питания и контроллер 260 для подачи питания и управления работой устройства 200. Совместно устройство 200, генерирующее аэрозоль, и изделие 2, генерирующее аэрозоль, образуют систему, генерирующую аэрозоль, согласно настоящему изобретению.

В ближней части 211 модуля 210 контроллера, которая образует полость 230, устройство, генерирующее аэрозоль, содержит индуктор 240. В данном варианте осуществления индуктор 240 представляет собой катушку индуктивности, расположенную вокруг приемной полости 221. Индуктор 240 является частью индукционного нагревателя, который питается и управляется источником 250 питания и контроллером 260. При использовании устройства 200 индуктор 240 генерирует переменное электромагнитное поле в приемной полости 221 для индукционного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в изделии 2, когда последнее размещено в приемной полости 221. В качестве альтернативы индуктор 240 может быть частью модуля 220 приемной полости.

На Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4 показаны различные аспекты модуля 220 приемной полости с изделием 2, генерирующем аэрозоль, и без него. Как можно видеть, модуль 220 приемной полости представляет собой удлиненную муфту, содержащую отверстие 15 для вставки, через которое изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть по меньшей мере частично вставлено в приемную полость 221. Направление вставки изделия 2, генерирующего аэрозоль по существу проходит вдоль центральной оси 201 приемной полости 221. Приемная полость 221 изготовлена из PEEK (полиэфирэфиркетона). Приемная полость 221 имеет по существу цилиндрическую форму с по существу круглым поперечным сечением, имеющим диаметр приблизительно 15 миллиметров.

В соответствии с формой приемной полости 221, изделие 2, генерирующее аэрозоль, имеет форму по существу цилиндрического стержня. Как показано на Фиг. 1 и Фиг. 3, изделие 2 содержит пять элементов, расположенных последовательно вдоль длинной оси изделия 2: первый опорный элемент 25, элемент 24 субстрата, второй опорный элемент 23, содержащий центральный проход 26 для воздуха, охлаждающий элемент 22 и фильтрующий элемент 21. Первый опорный элемент 25 расположен на дальнем конце изделия 2, а фильтрующий элемент 21 расположен на ближнем конце изделия 2. Каждый из вышеупомянутых элементов 21, 22, 23, 24, 25 является по существу цилиндрическим, при этом все они имеют одинаковую внешнюю форму поперечного сечения. Кроме того, указанные элементы окружены наружной оберткой таким образом, чтобы удерживать вместе указанные элементы и сохранять требуемую круглую форму сечения изделия 2 в форме стержня. Предпочтительно, обертка изготовлена из бумаги. Первый опорный элемент 25 используется для того, чтобы покрывать и защищать дальний торец элемента 24 субстрата. Элемент 24 субстрата содержит по меньшей мере один субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Кроме того, элемент 24 субстрата дополнительно содержит токоприемник (не показан), который находится в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. Таким образом, при активации индуктора 240 токоприемник нагревается за счет вихревых токов или потерь на гистерезис, которые вызваны электромагнитным полем, в зависимости от магнитных и электрических свойств материала токоприемника. Токоприемник нагревается до достижения температуры, достаточной для испарения субстрата, образующего аэрозоль. Выделяемый материал может быть захвачен потоком воздуха, проходящим через изделие 2 от первого опорного элемента 25 через элемент 24 субстрата, второй опорный элемент 23 и охлаждающий элемент 22 к фильтрующему элементу 21. По ходу этого пути испаренный материал охлаждается с образованием аэрозоля перед тем, как выйти через фильтрующий элемент 21 на ближнем конце изделия 2.

На Фиг. 5 более подробно показан модуль 220 приемной полости и приемная полость 221, соответственно. Приемная полость 221 содержит внутреннюю поверхность 16, которая содержит множество первых и вторых выступов 10, 17. Как видно на Фиг. 1 и Фиг. 3, когда изделие 2 размещено в полости 221, первый опорный элемент 25 находится в контакте с первыми выступами 10, и второй опорный элемент 23 находится в контакте со вторыми выступами 17. В отличие от этого субстрат 24 никак не контактирует с внутренней поверхностью 16 нагревательной полости 221. Это приводит к общему снижению тепловых потерь, поскольку в этой части полости 221 отсутствует прямой перенос тепла от изделия 2, генерирующего аэрозоль, к внутренней поверхности 16, что является преимуществом. Кроме того, также снижаются нежелательные эффекты увлажнения изделия вследствие образования конденсата в полости 221. В данном варианте осуществления первые и вторые выступы 10, 17 выполнены в виде ребер, проходящих вдоль направления, параллельного центральной оси 201. Ребра расположены симметрично вокруг центральной оси 201 и расположены на равном расстоянии друг от друга. Расстояние между соседними ребрами находится в диапазоне от 1,3 до 1,5 миллиметра. Что касается прохождения по длине, каждое ребро является скошенным или содержит соответствующий скос на обоих концах, а именно, со стороны, обращенной к отверстию 15 для вставки, и с противоположной стороны, обращенной от отверстия 15 для вставки. Скосы облегчают вставку и извлечение изделия 2, генерирующего аэрозоль, в приемную полость 221 и из нее, что является преимуществом. Кроме того, каждое ребро имеет постоянную протяженность по высоте по всей длине. В данном варианте осуществления высота находится в диапазоне от 0,4 до 0,5 миллиметра при измерении в радиальном направлении к центральной оси 201.

Первые выступы 10 и вторые выступы 17 образуют линию, то есть каждый из первых выступов 10 выровнен с соответствующим одним из вторых выступов 17, если смотреть в направлении, параллельном центральной оси 201. За счет этого промежутки (свободное пространство) между соседними первыми выступами 10 и между соседними вторыми выступами 17 образуют многоканальный проход 12 для потока воздуха, который проходит от отверстия 15 для вставки на ближнем конце 4 приемной полости 221 до донной части приемной полости 221 на ее дальнем конце 5, что является преимуществом.

Соответственно, при приложении отрицательного давления к фильтрующему элементу 21 генерирующего аэрозоль изделия 2, размещенного в приемной полости 221, например при осуществлении пользователем затяжки, воздух втягивается в приемную полость 221 по краю отверстия 15 для вставки и далее проходит по указанному многоканальному тракту 12 для потока воздуха в донну. часть на дальнем конце 5 приемной полости 221. Там поток воздуха попадает в изделие 2, генерирующее аэрозоль, через первый опорный элемент 25 и далее проходит через элемент 24 субстрата, второй опорный элемент 23, элемент 22 для охлаждения аэрозоля и фильтрующий элемент 21, где он окончательно выходит из изделия 2. В элементе 24 субстрата материал, испаренный из субстрата, образующего аэрозоль, увлекается в поток воздуха. После чего испаренный материал и воздух охлаждаются по мере прохождения через второй опорный элемент 23, элемент 22 для охлаждения аэрозоля и фильтрующий элемент 21, тем самым образуя аэрозоль.

Для обеспечения возможности надлежащего перенаправления потока воздуха в изделие 2, генерирующее аэрозоль, в донной части приемной полости 221 устройство 200, генерирующее аэрозоль, содержит три концевых ограничителя 14, которые расположены на дальнем конце 5 приемной полости 221. Концевые ограничители 14 выполнены с возможностью ограничения глубины вставки изделия 2 в приемную полость 221 и, таким образом, предотвращения примыкания изделия 2 к донной поверхности приемной полости 221. Это показано на Фиг. 1.

Как упоминалось выше, обнаружение определенных условий и состояний в приемной полости является важным для различных целей и по различным причинам, в частности, для обеспечения надлежащего функционирования устройства. Например, важно точно определять затяжку, осуществляемую пользователем, для противодействия изменениям температуры нагрева, когда пользователь делает затяжку. В других случаях может потребоваться обнаружение присутствия или смещения изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости для включения или отключения процесса нагрева. Аналогичным образом может потребоваться распознавание типа изделия для обеспечения использования только подходящих изделий с соответствующим устройством.

Для этих целей устройство 200, генерирующее аэрозоль, в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит детектор 70 состояния, который выполнен с возможностью обнаружения присутствия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости. Для этого детектор 70 состояния содержит источник 71 излучения и датчик 72 излучения. Как видно на Фиг. 1 и Фиг. 5, источник 71 излучения расположен и выполнен с возможностью испускания излучения в приемную полость 221. Аналогичным образом, датчик излучения расположен и выполнен с возможностью обнаружения части испускаемого излучения, которая отражается от внутренней части приемной полости 211 и, таким образом, возможно указывает на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния.

В данном варианте осуществления детектор 70 состояния расположен в дальней концевой части полости 221, противоположной отверстию 15 для вставки. Как будет подробно описано ниже, это положение особенно подходит для обнаружения множества различных условий и состояний в приемной полости 221.

В данном варианте осуществления источник 71 излучения представляет собой светоизлучающий диод (LED), испускающий красный свет при приблизительно 670 нм ± 50 нм.

Датчик 72 излучения представляет собой фотодиод, имеющий спектральную чувствительность, которая соответствует спектральному диапазону света, испускаемого из источника излучения 71. Предпочтительно, фотодиод представляет собой Si (кремниевый) фотодиод.

Как дополнительно видно на Фиг. 5, источник 71 излучения и датчик 72 излучения расположены смежно с стеновым элементом 18, который отделяет источник 71 излучения и датчик 72 излучения от внутренней части приемной полости 221. Стеновой элемент 18 образует часть дна приемной полости 221. Источник 71 излучения и датчик 72 излучения размещаются в углубление 19 в нижней стенке приемной полости со стороны, противоположной внутренней поверхности 16 полости 221.

Для того чтобы достаточное количество мощности излучения проходило от источника 71 излучения через стеновой элемент 18 во внутреннюю часть приемной камеры 211, а затем (отраженное излучение) обратно из внутренней части полости 221 через стеновой элемент 18 в направлении датчика 71 излучения, стеновой элемент 18 является оптически пропускающим по меньшей мере часть спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения. Например, стеновой элемент 18 может иметь оптическое пропускание по меньшей мере 20 процентов, в частности по меньшей мере 50 процентов, предпочтительно по меньшей мере 75 процентов, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 процентов для по меньшей мере 20 процентов спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения. Для этого стеновой элемент 19 предпочтительно является достаточно тонким с толщиной стенки в диапазоне от 0,1 миллиметра до 2 миллиметра, в частности от 0,15 миллиметра до 1 миллиметра, предпочтительно от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра. Например, для светоизлучающего диода (LED), излучающего красный свет с длиной волны приблизительно 670 нм ± 50 нм, как в данном варианте осуществления, стеновой элемент 18 может быть изготовлен из PEEK и может иметь толщину стенки 0,2 мм.

В целом, стеновой элемент 18 может быть изготовлен из материала, который отличается от материала других частей стенки, определяющей приемную полость. В качестве альтернативы, стеновой элемент 18 может быть изготовлен из материала, который является идентичным материалу других частей стенки, определяющей приемную полость.

Как также видно на Фиг. 1 и Фиг. 5, источник 71 излучения и датчик 72 излучения являются частью сенсорного блока 73. Сенсорный блок 73 содержит опорный корпус 74, к которому прикреплен источник 71 излучения и датчик 72 излучения и который служит для установки сенсорного блока 73 на модуле 220 приемной полости. Как показано на Фиг. 5, модуль 220 приемной полости содержит гнездовое 11 углубление, которое расположено в донной части модуля 220 приемной полости и которое выполнено с возможностью размещения в нем сенсорного блока 73. Для надежного удержания сенсорного блока 73 в гнездовом углублении 11 опорный корпус 74 может содержать одно или более защелкивающихся соединительных элементов, которые входят в зацепление с соответствующими защелкивающимися соединительными элементами в гнездовом углублении 11 при вставке сенсорного блока 73 в гнездовое углубление 11.

Сенсорный блок 70 дополнительно содержит электрические соединительные элементы для функционального соединения источника 71 излучения и датчика 72 излучения с электрической схемой (не показана) детектора 70 состояния. Электрическая схема выполнена с возможностью управления работой источника 71 излучения и преобразования выходного сигнала датчика 72 излучения в сигнал, указывающий на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости 221. Электрическая схема детектора 70 состояния может быть интегральной частью контроллера 260. На основании выходного сигнала, подаваемого детектором 70 состояния, контроллер 260 может предпринимать различные действия, чтобы повлиять на работу устройства. Теперь это будет объяснено в отношении Фиг. 6, Фиг. 7 и Фиг. 8, на которых показаны различные варианты применения детектора состояния в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг. 6 схематически изображено первый вариант применения детектора 70 состояния, служащего в качестве детектора затяжки. В нижней части Фиг. 6 показана система, генерирующая аэрозоль, в состоянии, когда пользователь делает затяжку. В противоположность этому, в верхней части Фиг. 6 изображена система, генерирующая аэрозоль, в состоянии между двумя затяжками, то есть когда пользователь не делает затяжку. Как описано выше, когда пользователь делает затяжку, воздух пропускается через приемную полость 221. Поток воздуха вызывает изменение плотности воздуха в приемной полости 221. Это, в частности, относится к объему зазора между дном приемной полости 221 и дальним концом изделия 2, генерирующего аэрозоль, который образован между концевыми ограничителями 14 (см. Фиг. 1 и Фиг. 5). Изменение плотности воздуха происходит в основном за счет аэрозоля бокового потока, который заполняет объем зазора между затяжками и который выходит из объема зазора, когда пользователь делает затяжку. Соответственно, объем зазора вблизи дна приемной полости 221 служит в качестве полости для обнаружения аэрозоля. Изменение плотности воздуха приводит к изменению свойств оптического пропускания и поглощения объема зазора. Это, в свою очередь, приводит к изменению интенсивности излучения, испускаемого из источника 71 излучения, а затем отражаемого от внутренней части приемной полости 221 в направлении датчика 72 излучения, где оно обнаруживается. Таким образом, изменение интенсивности отраженного света является индикатором затяжки, выполняемой пользователем. На основании соответствующего выходного сигнала, подаваемого детектором 70 состояния, указывающего на возникновение затяжки, выполняемой пользователем, процесс нагревания может быть отрегулирован, например, для противодействия изменениям температуры нагрева, которые обусловлены эффектами охлаждения потока воздуха, проходящего через устройство во время затяжки пользователя.

На Фиг. 7 схематически изображен второй вариант применения детектора 70 состояния, служащего для обнаружения вставки или отсутствия или присутствия изделия 2, генерирующего аэрозоль, в приемной полости 221. В верхней части Фиг. 7 изображена приемная полость 221 перед вставкой изделия, генерирующего аэрозоль, а в нижней части Фиг. 7 изображена приемная полость 221 после вставки изделия. Как указано стрелками, вставка изделия приводит к тому, что излучение, испускаемое источником 71 излучения в полость 221, отражается иначе, чем когда изделие не вставлено в полость 221. Соответственно, интенсивность отраженного света, который выявляется датчиком 72 излучения, изменяется, когда изделие 2 вставлено в полость 2. Таким образом, изменение интенсивности отраженного света указывает на вставку или отсутствие или присутствие изделия 2, генерирующего аэрозоль, в приемной полости 2. На основании соответствующего выходного сигнала, подаваемого детектором 70 состояния, указывающего на вставку или отсутствие или присутствие изделия 2 в полости 221, процесс нагрева может быть включен или отключен. Предпочтительно, устройство выполнено таким образом, чтобы автоматически инициировать процесс нагревания при обнаружении вставки или присутствия изделия 2 в полости 221 детектором 70 состояния.

На Фиг. 8 схематически изображен третий вариант применения детектора 70 состояния, служащего для обнаружения смещения изделия 2, генерирующего аэрозоль, из предварительно определенного или желаемого положения в приемной полости 221. Смещение изделия 2 может быть обусловлено неправильным размещением изделия 2 при вставке в приемную полость 221 или могло возникнуть во время использования устройства в результате какого-либо механического воздействия. В верхней части Фиг. 8 изображено правильное расположение изделия 2 в предварительно определенном или желаемом положении в приемной полости 221, а в нижней части Фиг. 8 изображено изделие, смещенное из предварительно определенного или желаемого положения (см. пунктирную линию). Как и в других вариантах применения, изображенных на Фиг. 6 и Фиг. 7, смещение изделия 2 вызывает отклонение интенсивности отраженного излучения от предварительно определенного значения интенсивности, которое обнаруживается с помощью датчика 72 излучения. Предварительно определенное значение интенсивности соответствует предварительно заданному или желаемому положению. Таким образом, отклонение интенсивности отраженного излучения указывает на смещение изделия 2. На основании соответствующего выходного сигнала, подаваемого детектором 70 состояния, указывающего на смещение изделия 2 в полости 221, процесс нагрева может быть, например, отключен.

Группа изобретений относится к электрически нагреваемому устройству, генерирующему аэрозоль, и системе, генерирующей аэрозоль. Устройство содержит приемную полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, подлежащий нагреванию. Устройство дополнительно содержит электрический нагреватель для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, когда изделие размещено в приемной полости. Кроме того, устройство содержит детектор состояния для обнаружения присутствия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости. Детектор состояния содержит источник излучения, расположенный и выполненный с возможностью испускания излучения в приемную полость. Детектор состояния дополнительно содержит датчик излучения, расположенный и выполненный с возможностью обнаружения части испускаемого излучения, отражаемой от внутренней части приемной полости и указывающей на присутствие по меньшей мере одного конкретного состояния. Источник излучения и датчик излучения расположены снаружи приемной полости таким образом, что источник излучения и датчик излучения не находятся в сообщении по текучей среде с внутренней частью приемной полости, при этом по меньшей мере часть детектора состояния расположена вблизи или смежно с дальней концевой частью полости. Обеспечивается быстрое и мгновенное определение состояния без какой-либо задержки между возникновением конкретного состояния или изменением состояния и возможностью его обнаружения в положении детектора состояния. Расположение источника излучения и датчика излучения за пределами приемной полости позволяет упростить конструкцию полости. Расположение детектора состояния вблизи или смежно с дальней концевой частью полости является полезным, поскольку эта часть наиболее чувствительна к изменению плотности воздуха в приемной полости, происходящему во время затяжки, осуществляемой пользователем. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, для нагревания образующего аэрозоль субстрата, выполненного с возможностью образования вдыхаемого аэрозоля при нагревании, причем устройство содержит:

приемную полость для размещения с возможностью извлечения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего образующий аэрозоль субстрат;

электрический нагреватель для нагревания образующего аэрозоль субстрата, при размещении изделия в приемной полости;

детектор состояния для обнаружения наличия по меньшей мере одного конкретного состояния в приемной полости, при этом детектор состояния содержит источник излучения, расположенный с возможностью испускания излучения в приемную полость, и датчик излучения, расположенный с возможностью обнаружения части испускаемого излучения, отражаемого от внутренней части приемной полости и указывающего на наличие по меньшей мере одного конкретного состояния; при этом источник излучения и датчик излучения расположены снаружи приемной полости таким образом, что источник излучения и датчик излучения не находятся в сообщении по текучей среде с внутренней частью приемной полости, при этом по меньшей мере часть детектора состояния расположена вблизи или смежно с дальней концевой частью полости.

2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, в котором детектор состояния выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного из следующего:

выявления затяжки пользователя посредством выявления изменения интенсивности отраженного излучения вследствие изменения плотности воздуха в приемной полости, происходящего во время затяжки пользователя;

обнаружения наличия изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости посредством выявления изменения интенсивности отраженного излучения после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в приемную полость;

обнаружения смещения изделия, генерирующего аэрозоль, в приемной полости посредством выявления отклонения интенсивности отраженного излучения от предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения;

распознания конкретного типа изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в приемной полости, посредством выявления предварительно определенного значения интенсивности отраженного излучения, соответствующего конкретному типу изделия.

3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором источник излучения выполнен с возможностью испускания излучения, имеющего спектральный диапазон от 400 до 1300 нм, в частности от 400 до 700 нм или от 700 до 1300 нм.

4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором источник излучения и детектор излучения отделены от внутренней части приемной полости с помощью стенового элемента, который образует часть стенки, образующей приемную полость, при этом стеновой элемент является оптически пропускающим по меньшей мере для части спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения.

5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 4, в котором стеновой элемент характеризуется оптическим пропусканием, составляющим по меньшей мере 20 %, в частности по меньшей мере 50 % по меньшей мере для части спектрального диапазона испускаемого и отраженного излучения.

6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 4 или 5, в котором стеновой элемент изготовлен из политетрафторэтилена или полиэфирэфиркетона.

7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 4-6, в котором стеновой элемент имеет толщину стенки в диапазоне от 0,1 до 2 мм.

8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором источник излучения содержит светоизлучающий диод.

9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором датчик излучения содержит фотодиод.

10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, содержащее модуль контроллера и модуль приемной полости, при этом модуль приемной полости содержит приемную полость, источник излучения и датчик излучения.

11. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов и изделие, генерирующее аэрозоль, с возможностью съемного размещения или съемно размещенная в приемной полости устройства.

12. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 11, в которой изделие содержит оптический маркер.