ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО С МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ БАТАРЕИ Российский патент 2023 года по МПК A24F40/46 

Настоящее изобретение относится к электронному устройству, такому как генерирующее аэрозоль устройство. Настоящее изобретение дополнительно относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей генерирующее аэрозоль устройство и генерирующее аэрозоль изделие. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу работы электронного устройства.

Известно обеспечение электронного устройства, в котором в качестве источника питания используется батарея. Известно обеспечение генерирующего аэрозоль устройства для генерирования вдыхаемого пара, в котором в качестве источника питания используется батарея. Такие устройства могут нагревать аэрозольобразующий субстрат до температуры, при которой один или более компонентов аэрозольобразующего субстрата испаряются без сжигания аэрозольобразующего субстрата. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь форму стержня для вставки генерирующего аэрозоль изделия в полость, такую как нагревательная камера, генерирующего аэрозоль устройства. В нагревательной камере или вокруг нее может быть расположен нагревательный элемент для нагрева аэрозольобразующего субстрата после вставки генерирующего аэрозоль изделия в нагревательную камеру генерирующего аэрозоль устройства. Питание, необходимое для нагрева аэрозольобразующего субстрата, может обеспечивать батарея.

Известно, что при низких температурах функционирование батарей, например, литий-ионных батарей, затруднено. Также известно, что при низких температурах хранение батарей, например, литий-ионных батарей, затруднено. Низкие температуры могут представлять собой температуры ниже диапазона от 0 градусов по Цельсию до 5 градусов по Цельсию. При низких температурах могут снижаться как емкость, так и напряжение батарей. Такая ситуация может привести к потере функциональности питаемого батареей устройства при низких температурах. Также в низкотемпературных условиях между сеансами работы, когда устройство не используется, как емкость, так и напряжение батареи могут снижаться. Кроме того, зарядка перезаряжаемой батареи в электронном устройстве при низких температурах может повредить батарею.

Также известно включение дополнительных нагревателей в состав электронных устройств для нагревания батарей и, таким образом, предотвращения слишком сильного охлаждения батарей. Обычно включение дополнительного нагревателя требует включения различных дополнительных компонентов в состав устройства. Включение дополнительных компонентов может привести к нежелательному повышению стоимости устройства. Включение дополнительных компонентов может привести к увеличению массы устройства. Пользователю может быть неудобно носить тяжелое устройство. Включение дополнительных нагревательных компонентов может привести к тому, что устройство станет больше, что будет неудобно. Пользователю может быть неудобно носить большое устройство. Также, если устройство содержит множество индуктивных контуров, и разные индукторы наслоены близко друг к другу, их взаимная индуктивность может снижать их эффективность.

Также известно, что функционирование батарей при слишком высоких температурах затруднено. Воздействие на батарею слишком высоких температур может отрицательно влиять на срок службы батареи, например, литий-ионной батареи. Батарея, которая постоянно нагревается дополнительным нагревателем в процессе использования, может подвергаться воздействию слишком высоких температур.

Было бы желательно иметь электронное устройство, которое может предотвращать слишком сильное охлаждение батареи во время работы. Было бы желательно иметь электронное устройство, в котором для нагревания батареи используются существующие компоненты, уже включенные в состав устройства. Было бы желательно иметь электронное устройство, которое остается достаточно легким для того, чтобы пользователю было удобно его носить. Было бы желательно иметь электронное устройство, которое остается достаточно маленьким для того, чтобы пользователю было удобно его носить. Было бы желательно иметь электронное устройство, в котором можно избежать постоянного нагревания батареи до нежелательно высоких температур.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предложено электронное устройство, содержащее батарею и нагреватель для нагревания упомянутой батареи в качестве первой функции нагревания нагревателя. Нагреватель может быть выполнен с возможностью осуществления второй функции. Первая функция нагревания может отличаться от второй функции. Вторая функция может представлять собой вторую функцию нагревания. Первая функция нагревания может отличаться от второй функции нагревания.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предложено электронное устройство, содержащее батарею и нагреватель для нагревания упомянутой батареи в качестве первой функции нагревания нагревателя. Нагреватель дополнительно выполнен с возможностью осуществления второй функции нагревания. Первая функция нагревания отличается от второй функции нагревания.

Благодаря снабжению нагревателя двумя различными функциями нагревания, нежелательно холодная батарея может быть нагрета до требуемой температуры за счет первой функции нагревания. За счет первой функции нагревания нежелательно холодная батарея может быть нагрета до требуемой температуры во время работы устройства. За счет первой функции нагревания нежелательно холодная батарея может быть нагрета до требуемой температуры между сеансами работы устройства. Благодаря снабжению нагревателя двумя разными функциями нагревания, за счет переключения нагревателя с первой функции нагревания на вторую функцию нагревания может предотвращаться излишнее нагревание батареи. Благодаря снабжению нагревателя двумя различными функциями нагревания, для нагревания батареи можно использовать существующие компоненты устройства. Можно избежать встраивания дополнительного нагревателя батареи в устройство. Можно сократить производственные расходы. Это позволяет сконструировать устройство меньшим по размеру и/или более легким. Могут быть улучшены портативность и удобство устройства.

Известно наличие электронных устройств, содержащих нагреватель для осуществления функции нагревания, причем функция нагревания может быть основной функцией электронного устройства. Основная функция такого электронного устройства может называться в настоящем документе «второй функцией нагревания». В контексте настоящего описания предпочтительное электронное устройство может представлять собой генерирующее аэрозоль устройство. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать нагреватель для нагревания аэрозольобразующего субстрата в качестве основной функции устройства. Функция нагревания аэрозольобразующего субстрата такого генерирующего аэрозоль устройства может называться в настоящем документе «второй функцией нагревания». Использование такого нагревателя, включенного в состав электронного устройства, предпочтительно генерирующего аэрозоль устройства, для нагрева батареи устройства, может называться в настоящем документе «первой функцией нагревания».

Батарея может быть выполнена в качестве источника питания для записывания одной или более функций электронного устройства. Батарея может быть выполнена в качестве источника питания для запитывания нагревателя для нагревания батареи. Батарея может быть выполнена в качестве источника питания для запитывания одной или обеих из первой функции нагревания и второй функции нагревания нагревателя. Батарея может быть батареей любого типа, описанного в настоящем документе.

Электронное устройство может содержать контроллер, выполненный с возможностью определения температуры батареи и активации или деактивации первой функции нагревания нагревателя на основании этой температуры. Электронное устройство может содержать контроллер, выполненный с возможностью определения температуры батареи и переключения между разными функциями нагревателя на основании этой температуры. Температура может представлять собой текущую температуру батареи. Температура может представлять собой прогнозируемую будущую температуру батареи. Первая функция нагревания может быть активирована, когда температура ниже заданной минимальной температуры.

Электронное устройство может содержать датчик температуры. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры на основании сигнала, полученного от датчика температуры. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры на основании температуры, измеряемой датчиком температуры. Датчик температуры может непрерывно отслеживать температуру. Датчик температуры может отслеживать температуру с временными интервалами, достаточно короткими для того, чтобы температура батареи не менялась значительно между измерениями. Косвенное определение температуры может быть основано на измерении электрического тока датчика температуры.

Устройство может дополнительно содержать запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения данных, последовательно измеренных датчиком температуры. Временная последовательность измерений, сделанных датчиком температуры, может храниться в запоминающем устройстве, и динамика данных может использоваться для прогнозирования будущей температуры батареи. Контроллер может использоваться для активации и деактивации первой функции нагревания на основании динамики температуры, выведенной из сохраненных данных о температуре.

Датчик температуры может воспринимать одну или обе из температуры окружающей электронное устройство среды и температуры батареи. Например, датчик температуры может быть расположен на или близко к батарее, и можно предполагать, что измеренное значение представляет собой или приблизительно соответствует температуре батареи.

Датчик температуры может воспринимать температуру другого компонента электронного устройства. Температура другого компонента электронного устройства может использоваться для оценки температуры батареи. Например, датчик температуры может быть размещен на части электронного устройства, которая не находится на батарее или смежно с батареей. В этом случае термические свойства формы и материалов устройства могут использоваться для расчета вероятной температуры батареи. Такой анализ может использоваться для оценки температуры батареи.

Электронное устройство может быть выполнено с возможностью активации или деактивации первой функции нагревания в ответ на температуру, воспринятую датчиком температуры. Электронное устройство может быть выполнено с возможностью переключения между первой функцией нагревания и второй функцией нагревания в ответ на температуру, воспринятую датчиком температуры. Электронное устройство может быть выполнено с возможностью переключения между первой и второй функциями нагревания нагревателя в зависимости от температуры батареи. Электронное устройство может быть выполнено с возможностью активации или деактивации первой функции нагревания в зависимости от температуры окружающей электронное устройство среды. Электронное устройство может быть выполнено с возможностью переключения между первой и второй функциями нагревания нагревателя в зависимости от температуры окружающей электронное устройство среды.

Электронное устройство может содержать блок связи, выполненный с возможностью приема внешних данных. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры на основании внешних данных, принятых блоком связи. Внешние данные могут быть приняты от внешнего источника данных. Определение температуры на основании внешних данных может позволить определять температуру батареи без использования датчика температуры в электронном устройстве.

Измерение датчика температуры можно комбинировать с внешними данными, принятыми от внешнего источника данных. Эти измерения температуры можно использовать напрямую или как часть анализа для оценки текущей температуры батареи.

Внешний источник данных может представлять собой внешнее устройство, такое как смартфон. Внешнее устройство может иметь внешний датчик, например, один или более из датчика температуры, датчика влажности, датчика высоты над уровнем моря и датчика положения. Внешний источник данных может представлять собой дополнительный датчик самого электронного устройства, например, датчик движения. Внешний источник данных может использоваться для оценки текущей и вероятной будущей температуры батареи.

Внешний источник данных может использоваться для прямого детектирования температуры. Внешний источник данных может использоваться для обнаружения ситуации, в которой температура вероятно изменится. Например, датчик движения может детектировать, когда электронное устройство извлекают из кармана. От внешнего источника данных может быть получена прогнозируемая динамика температуры батареи. Например, прогнозируемая динамика температуры может быть выведена на основании данных GPS и данных прогноза погоды, принятых от смартфона.

В тех случаях, когда данные датчиков поступают от датчиков внешнего устройства, схема связи между электронным устройством и внешним устройством может иметь характер ближнего действия. Схема связи ближнего действия может использовать bluetooth, NFC (связь ближнего поля), инфракрасные или аналогичные технологии. В этом случае местоположение, результаты измерения окружающей среды и т.д. внешнего источника данных можно считать аналогичными таковым у электронного устройства. Например, температуру, воздействующую на смартфон, удерживаемый вблизи электронного устройства, можно также считать температурой, воздействующей на само электронное устройство, если между смартфоном и электронным устройством есть связь по методу связи ближнего действия или связи ближнего поля.

Устройство может содержать таймер, выполненный с возможностью автоматической активации или деактивации первой функции нагревания или переключения между первой и второй функциями нагревания на основании заданного временного интервала. Заданный временной интервал может начинаться с включения электронного устройства. Когда электронное устройство включают, может осуществляться активация первой функции нагревания для нагревания батареи. После заданного временного интервала может осуществляться деактивация первой функции нагревания.

Нагреватель может содержать катушку индуктивности. Первая функция нагревания может представлять собой одно или оба из резистивного и индукционного нагревания батареи. Вторая функция нагревания может представлять собой одно или оба из функции резистивного и индукционного нагревания батареи. Вместо второй функции нагревания вторая функция может представлять собой любую дополнительную функцию нагревателя, которая отличается от первой функции нагревания, в частности, функцию индукционной зарядки батареи. Нагреватель может содержать только одну единственную катушку индуктивности для осуществления и первой, и второй функций.

Нагреватель может быть выполнен с возможностью дополнительно осуществлять третью функцию. Третья функция может отличаться от первой функции нагревания и от второй функции нагревания. Третья функция может представлять собой третью функцию нагревания. Третья функция может представлять собой зарядку батареи. Третья функция может представлять собой индукционную зарядку батареи. Третья функция может представлять собой индукционную зарядку батареи, причем нагреватель может содержать зарядную катушку, и первая функция нагревания может представлять собой одно или оба из резистивного нагревания батареи и индукционного нагревания батареи.

Нагреватель может содержать только одну единственную катушку индуктивности для осуществления первой, второй и третьей функций. Нагреватель может содержать единственную катушку индуктивности, которая используется и для резистивного нагревания батареи, и для второй функции индукционного нагревания, и для индукционной зарядки батареи. Нагреватель может содержать единственную катушку индуктивности, которая используется и для индукционного нагревания батареи, и для второй функции индукционного нагревания, и для индукционной зарядки батареи.

Устройство может быть выполнено с возможностью переключения между одной или более из первой функции нагревания, второй функции нагревания и третьей функции нагревателя. Контроллер устройства может быть выполнен с возможностью переключения между одной или более из первой функции нагревания, второй функции нагревания и третьей функции нагревателя.

Нагреватель может быть выполнен с возможностью резистивного нагревания батареи в качестве первой функции нагревания, а вторая функция нагревания может представлять собой функцию индукционного нагревания. Нагреватель может содержать одну единственную катушку индуктивности, которая используется и для первой, и для второй функций нагревания. Использование катушки индуктивности второй функции нагревания также для резистивного нагревания батареи может позволить исключить дополнительный резистивный нагреватель для нагревания батареи. Таким образом, можно уменьшить одно или более из затрат, компонентов и сложности устройства.

Нагреватель может представлять собой индукционный нагреватель, содержащий первый токоприемник для нагревания батареи в качестве первой функции нагревания и второй токоприемник для осуществления второй функции нагревания. Устройство может содержать одну единственную катушку индуктивности для нагревания и первого токоприемника, и второго токоприемника. Электронное устройство может содержать нагревательную камеру, первый токоприемник, находящийся в тепловом контакте с батареей, и второй токоприемник, находящийся в тепловом контакте с нагревательной камерой, причем вторая функция нагревания представляет собой индукционное нагревание нагревательной камеры. Нагревательная камера может нагреваться за счет нагрева второго токоприемника.

Электронное устройство может содержать резистивный элемент для дополнительного нагревания батареи. Резистивный элемент может быть выполнен с возможностью последовательного соединения с нагревателем. Резистивный элемент может быть выполнен с возможностью последовательного соединения посредством температурозависимого механизма приведения в действие. Температурозависимый механизм приведения в действие может активироваться механическим процессом, зависящим от температуры. Температурозависимый механизм приведения в действие может включать биметаллическую полоску. Механически активируемый температурозависимый механизм приведения в действие может использоваться как предохранительное средство в дополнение к контролируемой электронными средствами активации первой функции нагревания.

Электронное устройство может содержать дополнительный индукционный элемент для изменения индукционных свойств катушки индуктивности. Это позволяет варьировать количество тепла, индуцируемое в токоприемнике. Это позволяет варьировать температуру батареи в тепловой близости с токоприемником. Дополнительный индукционный элемент может быть выполнен с возможностью последовательного или параллельного соединения с катушкой индуктивности. Дополнительный индукционный элемент может быть выполнен с возможностью последовательного или параллельного соединения с катушкой индуктивности посредством температурозависимого механизма приведения в действие, описанного в настоящем документе.

Одно или оба из батареи и нагревателя могут быть установлены на гибкой подложке.

Некоторые компоненты, установленные или напечатанные на гибкой подложке, также могут быть гибкими, например, провода или дорожки могут сгибаться, позволяя компонентам оставаться в электрическом контакте, даже когда гибкая подложка согнута, сложена или свернута в трубку.

Гибкая подложка может дополнительно содержать управляющие электронные компоненты устройства. Гибкая подложка может быть свернута в трубку. В результате сворачивания гибкой подложки в трубку гибкая подложка приобретает трубчатую форму.

И нагревательный элемент, и управляющие электронные компоненты могут быть напечатаны на гибкой подложке, например, с использованием металлических чернил. Во время сборки гибкой подложке, содержащей одно или оба из батареи и нагревателя, можно придать желаемую форму, например, трубчатую форму, путем сворачивания, за счет гибкой природы подложки.

Гибкая подложка может быть электроизолирующей. Гибкая подложка может представлять собой гибкую диэлектрическую подложку. Гибкая подложка может содержать полиимид. Гибкая подложка может состоять из полиимида. Гибкая подложка может содержать любой подходящий материал и предпочтительно представляет собой материал, который способен выдерживать высокие температуры, такие как температуры в диапазоне от 150 градусов по Цельсию до 250 градусов по Цельсию или в диапазоне от 250 градусов по Цельсию до 350 градусов по Цельсию, а также резкие изменения температуры. Примером подходящего материала является полиимидная пленка, такая как Kapton®.

Отдельные части гибкой подложки могут быть сложены таким образом, чтобы они лежали поверх друг друга, перед сворачиванием в трубку. Слоистую компоновку отдельных частей может быть легче осуществить и обеспечить оптимальное использование доступного пространства, если отдельные части имеют близкую или одинаковую форму. Первая часть гибкой подложки может быть расположена по меньшей мере частично соосно окружающей внешний периметр второй части гибкой подложки. После сворачивания в трубку первая и вторая части гибкой подложки могут иметь форму полой трубки. В одном варианте осуществления гибкая подложка ламинирована перед сворачиванием ее в трубку.

Соосное расположение первой части гибкой подложки относительно внешнего периметра второй части гибкой подложки может создавать компактную компоновку, например, компактный нагреватель. Компактный нагреватель может быть расположен вокруг полости генерирующего аэрозоль устройства для нагревания аэрозольобразующего субстрата генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в полости.

Гибкая подложка может иметь толщину от 0,02 миллиметра до 4,50 миллиметра, предпочтительно от 0,035 миллиметра до 2,75 миллиметра.

Гибкая подложка может иметь полую цилиндрическую форму. Гибкая подложка может окружать полость электронного устройства. Указанная полость может представлять собой нагревательную камеру. Одно или оба из нагревателя и батареи могут иметь полую цилиндрическую форму. Батарея и нагреватель могут быть выставлены соосно.

Продольная ось электронного устройства может быть параллельна одной или обеим из продольной оси нагревателя и продольной оси батареи. Продольная ось батареи может быть параллельна продольной оси нагревателя. Электронное устройство может содержать цилиндрическую нагревательную камеру, и одно или оба из нагревателя и батареи могут быть параллельны продольной оси нагревательной камеры.

Нагреватель может представлять собой электрический нагреватель. Нагреватель может представлять собой один или оба из резистивного нагревателя и индукционного нагревателя. Индукционный нагреватель может содержать индукционный элемент. Индукционный элемент может представлять собой катушку индуктивности. Индукционный нагреватель может содержать катушку индуктивности и токоприемник. Нагреватель может содержать один или более нагревательных элементов.

Нагревательный элемент может быть образован из одной или более резистивных нагревательных дорожек. Нагревательный элемент может состоять из резистивных нагревательных дорожек. Резистивные нагревательные дорожки могут быть предусмотрены на гибкой подложке. Резистивные нагревательные дорожки могут быть напечатаны на гибкой подложке, например, с использованием металлических чернил. Резистивные нагревательные дорожки могут содержать единственную резистивную нагревательную дорожку. В альтернативном варианте резистивная нагревательная дорожка может содержать по меньшей мере две резистивные нагревательные дорожки. Резистивные нагревательные дорожки могут действовать как электрорезистивный нагреватель.

Резистивные нагревательные дорожки могут иметь такой температурный коэффициент характеристик сопротивления, что резистивные нагревательные дорожки могут действовать и как резистивный нагреватель, и как датчик температуры.

Нагревательный элемент, предпочтительно в виде резистивных нагревательных дорожек, может быть электрически соединен с источником питания. Нагревательный элемент может содержать множество частей. Если нагревательный элемент выполнен в виде резистивных нагревательных дорожек, то резистивные нагревательные дорожки могут содержать множество частей или множество резистивных нагревательных дорожек. Каждая часть нагревательного элемента может быть выполнена с возможностью отдельного соединения с источником питания. Это дает ряд преимуществ. Во-первых, это дает возможность нагревать разные части в течение разных длительностей, что может улучшать ощущения от курения, в зависимости от природы аэрозольобразующего субстрата. Во-вторых, это дает возможность нагревать разные части при разных температурах, что также может улучшать ощущения от курения, в зависимости от природы аэрозольобразующего субстрата. В-третьих, это дает возможность активировать конкретную часть нагревателя в какой-то конкретный момент времени. Это дает возможность нагревать только часть аэрозольобразующего субстрата в каждый конкретный момент времени.

Нагреватель может содержать источник питания. Источник питания предпочтительно выполнен в виде батареи. Источник питания нагревателя может представлять собой батарею, которая нагревается нагревателем, или другой источник питания. Источник питания может быть предусмотрен на гибкой подложке. Источник питания может быть выполнен в форме литий-ионной батареи. В альтернативном варианте источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. В альтернативном варианте источник питания может представлять собой прибор накопления заряда другого вида, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов использования; например, источник питания может иметь достаточную емкость для непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя.

Источник питания может быть плоским. Источник питания может представлять собой плоскую батарею. Источник питания может быть гибким. Источник питания может представлять собой гибкую батарею. Источник питания может представлять собой плоскую и гибкую батарею. Источник питания может быть выполнен в виде гибкого плоского листа на гибкой подложке.

Нагревательный элемент может содержать катушку индуктивности. Нагревательный элемент может содержать по меньшей мере две катушки индуктивности. Катушка индуктивности может быть электрически соединена с источником питания. Управляющие электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью управлять подачей электрической энергии от источника питания на катушку индуктивности. Катушка индуктивности может быть выполнена с возможностью создавать переменное магнитное поле.

Нагреватель может дополнительно содержать токоприемник. Нагреватель может содержать токоприемник для нагревания батареи. Токоприемник может быть установлен на батарее. Токоприемник может быть выполнен в виде внешнего слоя батареи.

Токоприемник может быть плоским. Токоприемник может быть гибким. Токоприемник может быть выполнен в виде гибкого плоского листа на гибкой подложке.

В общем, токоприемник представляет собой материал, способный поглощать электромагнитную энергию и преобразовывать ее в тепло при помещении в переменное магнитное поле. Если токоприемник является проводящим, то обычно переменное магнитное поле наводит вихревые токи. Если токоприемник является магнитным, то обычно другой эффект, который вносит вклад в нагрев, общепринято называется потерями на гистерезис. Потери на гистерезис обусловлены ев основном перемещениями групп магнитных доменов в токоприемнике, так как их магнитная ориентация будет выстраиваться по магнитному индукционному полю, которое меняется. Другой эффект, вносящий вклад в потери на гистерезис, возникает, когда магнитные домены в токоприемнике расширяются или сжимаются. Все эти изменения в токоприемнике, которые происходят в нано-масштабе или меньшем масштабе, совместно называются «потерями на гистерезис», поскольку они создают тепло в токоприемнике. Соответственно, если токоприемник является и магнитным, и электропроводным, то и потери на гистерезис, и образование вихревых токов будут вносить вклад в нагревание токоприемника. Если токоприемник является магнитным, но не проводящим, то потери на гистерезис будут единственным механизмом нагревания токоприемника при проникновении в него переменного магнитного поля. В соответствии с изобретением токоприемник может быть электропроводным или магнитным, или как электропроводным, так и магнитным. Переменное магнитное поле, создаваемое одной или несколькими катушками индуктивности, нагревает токоприемник, который затем передает тепло на одно или оба из батареи и аэрозольобразующего субстрата, в результате чего образуется аэрозоль. Передача тепла может происходить в основном за счет теплопроводности. Такая теплопередача происходит наилучшим образом, если токоприемник находится в тесном тепловом контакте с одним или обоими из батареи и аэрозольобразующего субстрата.

Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для одного или обоих из нагревания батареи и генерирования аэрозоля из аэрозольобразующего субстрата. Предпочтительный токоприемник может содержать ферромагнитный материал или ферримагнитный материал, например, ферромагнитный сплав, ферритное железо, или ферромагнитную сталь, или нержавеющую сталь, или состоять из них. Подходящий токоприемник может быть выполнен из алюминия или содержать его. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов по Цельсию.

Предпочтительные токоприемники представляют собой токоприемники из металла, например, из нержавеющей стали. Однако материалы токоприемника могут также содержать графит, молибден, карбид кремния, алюминий, ниобий, сплавы инконель (аустенитные суперсплавы на основе никель-хрома), металлизированные пленки, керамику, такую как, например, диоксид циркония, переходные металлы, такие как, например, железо, кобальт, никель, или компоненты-металлоиды, такие как, например, бор, углерод, кремний, фосфор, алюминий, либо могут быть выполнены из них.

Предпочтительно, материал токоприемника представляет собой металлический материал токоприемника (под металлическим понимается металл в неокисленной форме, которая обычно называется керамикой). Токоприемник также может представлять собой токоприемник из нескольких материалов и может содержать первый материал токоприемника и второй материал токоприемника. В некоторых вариантах осуществления первый материал токоприемника может быть расположен в непосредственном физическом контакте со вторым материалом токоприемника. Первый и/или второй материал токоприемника предпочтительно имеет температуру Кюри, которая ниже температуры горения аэрозольобразующего субстрата. Первый материал токоприемника предпочтительно используется главным образом для нагревания токоприемника, когда токоприемник помещен в изменяющееся электромагнитное поле. Может быть использован любой подходящий материал. Например, первый материал токоприемника может представлять собой алюминий или может представлять собой черный металл, такой как нержавеющая сталь. Второй материал токоприемника предпочтительно используется главным образом для указания на то, что токоприемник достиг конкретной температуры, причем эта температура представляет собой температуру Кюри второго материала токоприемника. Температура Кюри второго материала токоприемника может использоваться для регулирования температуры всего токоприемника во время работы. Подходящие материалы для второго материала токоприемника могут включать никель и определенные никелевые сплавы.

За счет обеспечения токоприемника, имеющего первый и второй материалы токоприемника, нагревание аэрозольобразующего субстрата и регулирование температуры нагревания могут быть разделены. Предпочтительно, второй материал токоприемника представляет собой магнитный материал, имеющий вторую температуру Кюри, которая по существу совпадает с желательной максимальной температурой нагрева. То есть предпочтительно, чтобы вторая температура Кюри была приблизительно такой же, как температура, до которой должен быть нагрет токоприемник, чтобы генерировать аэрозоль из аэрозольобразующего субстрата.

Под термином «температура Кюри» обычно понимают температуру, при которой магнитный материал теряет свои магнитные свойства в отсутствие внешнего магнитного поля. Соответственно, температура Кюри - это температура, при которой ферро- или ферримагнитный материал претерпевает фазовый переход и становится парамагнитным.

При использовании индукционного нагревательного элемента индукционный нагревательный элемент может быть выполнен в виде внешнего нагревателя, как описано в данном документе. Если индукционный нагревательный элемент выполнен в виде внешнего нагревательного элемента, токоприемный элемент предпочтительно выполнен в виде цилиндрического токоприемника, по меньшей мере частично окружающего полость или образующего боковую стенку полости.

Нагреватель может содержать финишный слой ламинированного материала, который расположен по меньшей мере частично покрывающим нагреватель. Финишный слой может быть выполнен как внешний слой нагревателя. Финишный слой может быть выполнен с возможностью защиты нагревателя. Финишный слой может быть выполнен полностью покрывающим внешний периметр нагревателя. Финишный слой может быть выполнен с возможностью повышения одного или более из устойчивости к ультрафиолетовому излучению, устойчивости к инфракрасному излучению, способности к печатанию для брендирования, общего внешнего дизайна, окрашивания, текстуры, механической стойкости, химической стойкости и других характеристик нагревателя, по мере необходимости. Финишный слой может быть выполнен в виде обертки. Финишный слой может быть обернут вокруг нагревателя.

Электронное устройство может представлять собой генерирующее аэрозоль устройство. Электронное устройство может представлять собой генерирующее аэрозоль устройство, а нагреватель может быть дополнительно выполнен с возможностью нагревания генерирующего аэрозоль изделия в качестве второй функции нагревания.

Изобретение также относится к генерирующему аэрозоль устройству, содержащему полость, выполненную с возможностью размещения генерирующего аэрозоль изделия, содержащего аэрозольобразующий субстрат. Генерирующее аэрозоль устройство дополнительно содержит нагреватель, описанный в настоящем документе. Нагреватель может быть расположен по меньшей мере частично соосно окружающим внешний периметр полости.

Нагреватель может быть выполнен с возможностью нагревания аэрозольобразующего субстрата генерирующего аэрозоль изделия при размещении генерирующего аэрозоль изделия в полости. Для оптимизации передачи тепла от нагревателя к аэрозольобразующему субстрату нагреватель может быть расположен по меньшей мере частично соосно окружающим внешний периметр полости. За счет этого тепло может передаваться к аэрозольобразующему субстрату в направлении радиально внутрь. Предпочтительно, нагреватель расположен полностью соосно окружающим внешний периметр полости.

Батарея может служить источником питания для генерирующего аэрозоль устройства. Управляющие электронные компоненты нагревателя могут быть выполнены с возможностью управлять подачей электрической энергии от источника питания генерирующего аэрозоль устройства на нагревательный элемент нагревателя. В качестве другого альтернативного варианта, нагреватель может содержать батарею, а генерирующее аэрозоль устройство может содержать дополнительный источник питания, предпочтительно дополнительную батарею. Управляющие электронные компоненты нагревателя могут быть выполнены с возможностью управлять подачей электрической энергии от источника питания нагревателя и от дополнительного источника питания генерирующего аэрозоль устройства на нагревательный элемент нагревателя. В дополнение к управляющим электронным компонентам нагревателя генерирующее аэрозоль устройство может содержать контроллер. Управляющие электронные компоненты нагревателя могут быть выполнены с возможностью управлять подачей электрической энергии от источника питания нагревателя на нагревательный элемент. Контроллер генерирующего аэрозоль устройства может быть выполнен с возможностью управлять подачей электрической энергии от дополнительного источника питания генерирующего аэрозоль устройства на нагревательный элемент нагревателя.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать основную часть. Один или оба из дополнительного источника питания и контроллера генерирующего аэрозоль устройства могут быть расположены в основной части. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать мундштучную концевую часть. Полость может быть расположена в мундштучной концевой части. Мундштучная концевая часть может быть выполнена за одно целое с основной частью. В альтернативном варианте мундштучная концевая часть может быть выполнена с возможностью разъемного прикрепления к основной части. Мундштучная концевая часть может содержать мундштук. Мундштук может быть выполнен с возможностью охватывать полость. В качестве примера, мундштук может быть соединен с мундштучной концевой частью шарнирным соединением. В альтернативном варианте мундштук может быть выполнен с возможностью разъемного прикрепления к мундштучной концевой части генерирующего аэрозоль устройства. В другом альтернативном варианте мундштук отсутствует, и пользователь осуществляет затяжку непосредственно на проксимальном конце генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в полости мундштучной концевой части.

Нагреватель может по меньшей мере частично образовывать боковую стенку полости. За счет того, что нагреватель по меньшей мере частично образует боковую стенку полости, можно оптимизировать теплопередачу. Нагреватель может полностью образовывать боковую стенку полости.

Используемый в данном документе термин «генерирующее аэрозоль устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с аэрозольобразующим субстратом для генерирования аэрозоля. Аэрозольобразующий субстрат может быть частью генерирующего аэрозоль изделия, например, частью курительного изделия. Генерирующее аэрозоль устройство может представлять собой курительное устройство, которое взаимодействует с аэрозольобразующим субстратом генерирующего аэрозоль изделия для генерирования аэрозоля, который может непосредственно вдыхаться в легкие пользователя через его рот. Генерирующим аэрозоль устройством может быть держатель. Устройство может представлять собой электрически нагреваемое курительное устройство. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать кожух, электрическую схему, источник питания, нагревательную камеру и нагревательный элемент.

Изобретение также относится к системе, содержащей генерирующее аэрозоль устройство, описанное в настоящем документе, и генерирующее аэрозоль изделие, содержащее аэрозольобразующий субстрат.

Используемый в настоящем документе термин «генерирующее аэрозоль изделие» означает изделие, содержащее аэрозольобразующий субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой курительное изделие, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый и поступающий в легкие пользователя через его рот. Генерирующее аэрозоль изделие может быть одноразовым.

Генерирующее аэрозоль изделие может иметь по существу цилиндрическую форму. Генерирующее аэрозоль изделие может быть по существу продолговатым. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь длину и окружную периферию, по существу перпендикулярную длине. Генерирующее аэрозоль изделие может быть по существу стержнеобразным. Аэрозольобразующий субстрат может иметь по существу цилиндрическую форму. Аэрозольобразующий субстрат может быть по существу продолговатым. Аэрозольобразующий субстрат также может иметь длину и окружную периферию, по существу перпендикулярную длине. Аэрозольобразующий субстрат может иметь по существу форму стержня.

Аэрозольобразующий субстрат может содержать аэрозольобразующее вещество. Аэрозольобразующий субстрат предпочтительно содержит гомогенизированный табачный материал, аэрозольобразующее вещество и воду. Обеспечение гомогенизированного табачного материала может улучшить генерирование аэрозоля, содержание никотина и вкусоароматический профиль аэрозоля, генерируемого при нагреве генерирующего аэрозоль изделия. В частности, процесс изготовления гомогенизированного табака включает измельчение табачного листа, что более эффективно обеспечивает возможность выделения никотина и ароматов при нагреве.

Изобретение дополнительно относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей генерирующее аэрозоль изделие и электронное устройство, описанное в настоящем документе, причем устройство представляет собой генерирующее аэрозоль устройство.

Изобретение дополнительно относится к способу работы электронного устройства, описанного в настоящем документе. Способ включает определение задание минимальной рабочей температуры для батареи. Способ дополнительно включает отслеживание температуры батареи. Способ дополнительно включает нагревание батареи нагревателем, когда температура батареи ниже минимальной температуры, или осуществление второй функции нагревания, когда температура батареи равна или выше минимальной температуры.

Ниже представлен не являющийся исчерпывающим список неограничивающих примеров. Любые один или более признаков этих примеров могут быть скомбинированы с любыми одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.

Пример А: Электронное устройство, содержащее:

- батарею и

- нагреватель для нагревания батареи в качестве первой функции нагревания нагревателя,

при этом нагреватель дополнительно выполнен с возможностью осуществления второй функции нагревания, причем первая функция нагревания отличается от второй функции нагревания.

Пример В: Устройство по Примеру А, в котором нагреватель содержит катушку индуктивности.

Пример С: Устройство по Примеру А или В, причем устройство представляет собой генерирующее аэрозоль устройство.

Пример D: Устройство по любому из предшествующих примеров, причем устройство выполнено с возможностью переключения между первой и второй функциями нагревания нагревателя в зависимости от температуры батареи.

Пример Е: Устройство по любому из предшествующих примеров, в котором нагреватель дополнительно выполнен с возможностью осуществления третьей функции, предпочтительно, при этом третья функция представляет собой зарядку батареи, более предпочтительно, при этом третья функция представляет собой индукционную зарядку батареи.

Пример F: Устройство по Примеру Е, в котором третья функция представляет собой индукционную зарядку батареи, причем нагреватель содержит зарядную катушку, и при этом первая функция нагревания представляет сбой одно или оба из резистивного нагревания батареи и индукционного нагревания батареи.

Пример G: Устройство по любому из предшествующих примеров, в котором нагреватель выполнен с возможностью резистивного нагревания батареи в качестве первой функции нагревания, и при этом вторая функция нагревания представляет собой функцию индукционного нагревания.

Пример Н: Устройство по любому из предшествующих примеров, дополнительно содержащее:

- нагревательную камеру,

- первый токоприемник в тепловом контакте с батареей, и

- второй токоприемник в тепловом контакте с нагревательной камерой,

причем вторая функция нагревания представляет собой индукционное нагревание нагревательной камеры.

Пример I: Устройство по любому из предшествующих примеров, содержащее резистивный элемент для дополнительного нагревания батареи, причем резистивный элемент выполнен с возможностью последовательного соединения с нагревателем посредством температурозависимого механизма приведения в действие.

Пример J: Устройство по Примеру I, в котором температурозависимый механизм приведения в действие включает биметаллическую полоску.

Пример K: Устройство по любому из предшествующих примеров, в котором одно или оба из батареи и нагревателя установлены на гибкой подложке.

Пример L: Устройство по Примеру K, в котором гибкая подложка имеет полую цилиндрическую форму.

Пример М: Устройство по Примеру L, в котором гибкая подложка окружает полость устройства, предпочтительно, при этом полость представляет собой нагревательную камеру.

Пример N: Устройство по любому из предшествующих примеров, в котором одно или оба из нагревателя и батареи имеют полую цилиндрическую форму.

Пример О: Устройство по Примеру N, в котором батарея и нагреватель выставлены соосно.

Пример Р: Устройство по любому из предшествующих примеров, в котором продольная ось батареи параллельна продольной оси нагревателя.

Пример Q: Устройство по любому из предшествующих примеров, дополнительно содержащее контроллер, выполненный с возможностью определения температуры батареи и переключения между различными функциями нагревателя на основании минимальной температуры.

Пример R: Устройство по Примеру Q, дополнительно содержащее датчик температуры, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения температуры на основании температуры, измеряемой датчиком температуры.

Пример S: Устройство по Примеру Q или R, дополнительно содержащее блок связи, выполненный с возможностью приема внешних данных, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения температуры на основании внешних данных, принятых блоком связи.

Пример Т: Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль изделие и устройство по любому из предшествующих примеров, причем устройство представляет собой генерирующее аэрозоль устройство.

Пример U: Способ работы электронного устройства по любому из примеров A-S, включающий этапы:

- задание минимальной рабочей температуры батареи,

- отслеживание температуры батареи, и

- нагревание батареи нагревателем, когда температура батареи ниже упомянутой минимальной температуры, или осуществление второй функции нагревания, когда температура батареи равна или выше упомянутой минимальной температуры.

Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть в равной степени применены к другим вариантам осуществления изобретения.

Изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

на Фиг. 1 показан вариант осуществления электронного устройства;

на Фиг. 2 показан вариант осуществления электронного устройства; и

на Фиг. 3 показан вариант осуществления электронного устройства.

На Фиг. 1 схематично показан корпус электронного устройства 10, содержащий батарею 12, и нагреватель 14 для нагревания батареи 12. Батарея 12 и нагреватель 14 установлены на гибкой подложке 16. Батарея 12 образует часть схемы 18 питания. Нагреватель 14 образует часть функциональной схемы 20. Функциональная схема 20 дополнительно содержит функциональный блок 22 контроллера.

Функциональная схема 20 может быть выполнена с возможностью поддерживать множественные функции нагревателя 14. Нагреватель 14 представляет собой индукционный нагреватель, содержащий катушку индуктивности. Нагреватель 14 дополнительно содержит первый токоприемник в тепловой близости с батареей 12 для нагревания батареи 12 в качестве первой функции нагревателя.

Нагреватель 14 дополнительно выполнен с возможностью осуществления второй функции, причем первая функция нагревания отличается от второй функции.

Вторая функция может представлять собой вторую функцию нагревания. Нагреватель 14 может содержать второй токоприемник в тепловой близости с генерирующим аэрозоль изделием 24 для нагревания генерирующего аэрозоль изделия 24 в качестве второй функции нагревания. Первый и второй токоприемники могут нагреваться одной и той же катушкой индуктивности или отдельными катушками. Нагреватель 14 может дополнительно содержать резистивный компонент в тепловой близости с батареей 12, который может быть переключен на последовательное электрическое соединение с катушкой индуктивности. Это позволяет дополнительно нагревать батарею 12. Переключение может осуществляться температурозависимый компонентом приведения в действие.

В качестве альтернативы варианту, где вторая функция представляет собой вторую функцию нагревания, вторая функция может представлять собой функцию принимающей катушки во вспомогательной схеме 26. Функция принимающей катушки может представлять собой индукционную зарядку батареи 12. Батарея 12 может быть индукционно заряжена вспомогательной схемой 26 посредством принимающей катушки. Таким образом, нагреватель 14 может быть выполнен с возможностью индукционного нагревания батареи 12 в качестве второй функции. Катушка индуктивности, используемая для первой функции нагревания, и принимающая катушка, используемая для второй функции, могут представлять собой один и тот же компонент или могут представлять собой отдельные катушки.

Нагреватель 14 может быть дополнительно выполнен с возможностью осуществлять третью функцию. Вторая функция может представлять собой нагревание генерирующего аэрозоль изделия 24, а третья функция может представлять собой индукционную зарядку батареи 12. Катушка индуктивности, используемая для одной или более из первой и второй функций нагревания, и принимающая катушка, используемая для третьей функции, могут представлять собой один и тот же компонент или могут быть отдельными катушками.

Функциональный блок 22 контроллера содержит датчик температуры и запоминающее устройство. Функциональный блок 22 контроллера дополнительно содержит блок управления, выполненный с возможностью определения оптимального времени и параметров работы нагревателя 14 для каждой из разных функций нагревателя 14. Функциональный блок 22 контроллера может дополнительно содержать или быть соединен с блоком связи, выполненным с возможностью осуществлять связь с внешним источником 28 данных для получения дополнительных данных, используемых для определения оптимального времени и параметров работы нагревателя 14.

На Фиг. 2 схематически показан корпус электронного устройства 10. Гибкая подложка 16 с расположенными на ней батареей 12 и нагревателем 14 выполнена в форме полого цилиндра. Таким образом, гибкая подложка 16 окружает полость устройства. Электронное устройство может представлять собой генерирующее аэрозоль устройство, а полость может представлять собой нагревательную камеру.

На Фиг. 3 показан корпус электронного устройства 10. Электронное устройство представляет собой генерирующее аэрозоль устройство. Генерирующее аэрозоль изделие 24, содержащее аэрозольобразующий субстрат, может быть вставлено в полость 30 генерирующего аэрозоль устройства. В основании полости 30 расположен стопор 32. Стопор 32 выполнен с возможностью предотвращения избыточной вставки генерирующего аэрозоль изделия 24 в полость 30.

Полость 30 представляет собой нагревательную камеру устройства 10. Батарея 12 и нагреватель 14 расположены вокруг полости 30 в трубчатом корпусе генерирующего аэрозоль устройства. Одно или оба из батареи 12 и нагревателя 14 могут быть расположены на гибкой подложке 16. В дополнение к нагреванию батареи 12 в качестве первой функции нагревания, нагреватель 14 дополнительно выполнен с возможностью нагревания аэрозольобразующего субстрата генерирующего аэрозоль изделия 24 в качестве второй функции нагревания.

Электронное устройство содержит батарею (12) и нагреватель (14) для нагревания батареи в качестве первой функции нагревания. Нагреватель дополнительно осуществляет вторую функцию нагревания, отличную от первой функции нагревания. Устройство выполнено с возможностью переключения между первой и второй функциями нагревания в зависимости от температуры батареи. Нагреватель также имеет третью функцию индукционной зарядки батареи посредством вспомогательной схемы (26). Батарея и нагреватель установлены на гибкой подложке (16). Функциональная схема (20) включает блок (22) управления для определения оптимального времени и параметров работы нагревателя (14) для каждой функции и выполнена с возможностью осуществления связи с внешним источником (28) данных для получения времени и параметров. Устройство может представлять собой генерирующее аэрозоль устройство для нагревания генерирующего аэрозоль изделия (24). 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Генерирующее аэрозоль устройство, содержащее:

- батарею и

- нагреватель для нагревания батареи в качестве первой функции нагревания нагревателя,

причем нагреватель дополнительно выполнен с возможностью осуществления второй функции нагревания, причем первая функция нагревания отличается от второй функции нагревания, при этом устройство выполнено с возможностью переключения между первой и второй функциями нагревания нагревателя в зависимости от температуры батареи, и при этом второй функцией нагревания является нагревание аэрозольобразующего субстрата.

2. Устройство по п. 1, при этом нагреватель содержит катушку индуктивности.

3. Устройство по п. 1 или 2, при этом нагреватель дополнительно выполнен с возможностью осуществления третьей функции, предпочтительно при этом третья функция представляет собой зарядку батареи, более предпочтительно при этом третья функция представляет собой индукционную зарядку батареи.

4. Устройство по п. 3, при этом третья функция представляет собой индукционную зарядку батареи, причем нагреватель содержит зарядную катушку, и при этом первая функция нагревания представляет собой одно или оба из резистивного нагревания батареи и индукционного нагревания батареи.

5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, при этом нагреватель выполнен с возможностью резистивного нагревания батареи в качестве первой функции нагревания, и при этом вторая функция нагревания представляет собой функцию индукционного нагревания.

6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее:

- нагревательную камеру,

- первый токоприемник в тепловом контакте с батареей и

- второй токоприемник в тепловом контакте с нагревательной камерой,

причем вторая функция нагревания представляет собой индукционное нагревание нагревательной камеры.

7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее резистивный элемент для дополнительного нагревания батареи, причем резистивный элемент выполнен с возможностью последовательного соединения с нагревателем посредством температурозависимого механизма приведения в действие.

8. Устройство по п. 7, при этом температурозависимый механизм приведения в действие включает в себя биметаллическую полоску.

9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее контроллер, выполненный с возможностью определения температуры батареи и переключения между разными функциями нагревателя на основании этой температуры.

10. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее датчик температуры, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения температуры на основании температуры, измеряемой датчиком температуры.

11. Устройство по п. 9 или 10, дополнительно содержащее блок связи, выполненный с возможностью приема внешних данных, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения температуры на основании внешних данных, принятых блоком связи.

12. Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль изделие и устройство по любому из предшествующих пунктов.

13. Способ работы генерирующего аэрозоль устройства по любому из пп. 1-11, включающий этапы:

- задание минимальной рабочей температуры батареи,

- отслеживание температуры батареи и

- нагревание батареи нагревателем, когда температура батареи ниже упомянутой минимальной температуры, или осуществление второй функции нагревания, когда температура батареи равна или выше упомянутой минимальной температуры.