Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль. В частности, но не исключительно, один или более вариантов осуществления настоящего изобретения могут относиться к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему нагревательный узел, который выполнен с возможностью избирательно регулировать область нагревательного узла для нагревания. Настоящее изобретение также относится к устройству для регулировки области нагревательного узла и устройству, генерирующему аэрозоль, а также к системе, генерирующей аэрозоль, для использования с изделием, генерирующим аэрозоль.
Известны удерживаемые рукой электрические устройства и системы, генерирующие аэрозоль, которые состоят из части, представляющей собой устройство, содержащей батарею и управляющую электронику; части для удержания или размещения субстрата, образующего аэрозоль; и электрического нагревателя для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля (см., например, технические решения по US 2014/060554 A1 и US 5,666,978 A). Также включена мундштучная часть, на которой пользователь может осуществлять затяжки или втягивать для доставки аэрозоля в свой рот.
Некоторые устройства и системы используют жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или e-жидкость, хранящиеся в части для хранения жидкости. Такие устройства обычно используют фитиль для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревателю, где он подвергается аэрозолизации. Проблема с такими устройствами состоит в том, что они могут не обеспечивать точных измерений количества аэрозоля, генерируемого во время использования, и, в частности, количества аэрозоля, генерируемого за одну затяжку. Следовательно, пользователь не имеет представления о потреблении им аэрозоля или различных аэрозольных компонентов, что в результате затрудняет для пользователя регулирование количества аэрозоля или компонентов аэрозоля, которые он получает в единицу времени или за одну затяжку. Хотя общее количество жидкого образующего аэрозоль субстрата в части для хранения жидкости может быть известно, и, следовательно, общее количество полученного аэрозоля может быть приблизительно оценено после опорожнения части для хранения жидкости, такие системы и устройства не обеспечивают индикацию количества аэрозоля, получаемого за одну затяжку или втягивание.
Существует ряд параметров, которые определяют количество аэрозоля, генерируемого за одну затяжку в устройстве, использующем жидкий субстрат, образующий аэрозоль, например количество жидкости, достигающей области нагрева, которое связано с капиллярным действием фитиля, толщиной фитиля, расстоянием от части для хранения жидкости до нагревателя и вязкостью жидкости. Дополнительные параметры, которые влияют на количество генерируемого аэрозоля, включают скорость реакции устройства на команду осуществления затяжки, скорость достижения нагревателем своей рабочей температуры и значение такой рабочей температуры. В дополнение к этим внутренним параметрам устройства на количество генерируемого аэрозоля также влияют другие параметры, относящиеся к состоянию и использованию устройства, например физическая ориентация устройства, оставшееся количество жидкости в части для хранения жидкости (которое влияет на расстояние перемещения жидкости в фитиле и на то, является фитиль влажным или сухим), продолжительность времени с момента предыдущего использования устройства, продолжительность затяжки и окружающая температура. Такие параметры затрудняют надежное определение количества аэрозоля или компонентов аэрозоля, потребляемых за одну затяжку или втягивание.
Устройства и системы, генерирующие аэрозоль, других типов используют твердый субстрат, генерирующий аэрозоль, такой как табачный материал. Такие устройства могут содержать выемку для размещения стержня в форме сигареты, содержащего сложенные или гофрированные и собранные листы такого табачного материала. Нагреватель в форме лезвия, расположенный в указанной выемке, вставляется в центр стержня при размещении стержня в указанной выемке. Нагреватель выполнен с возможностью нагрева табачного материала для генерирования аэрозоля.
Количество аэрозоля, генерируемого такими устройствами, также определяется конкретными параметрами, например распределением плотности табачных листов вокруг нагревателя, ориентацией сложенных табачных листов относительно нагревателя, тем, каким образом тепло распространяется в табачном стержне, и продолжительностью использования. Табачные листы, ближайшие к нагревательному лезвию, могут нагреваться иначе, чем табачные листы, наиболее удаленные от нагревателя, что может приводить к изменчивости количества генерируемого аэрозоля с течением времени, а также к возможному перегреву табачных листов, ближайших к нагревателю.
Было бы желательно создать такое изделие, генерирующее аэрозоль, которое обеспечивает более надежный контроль количества генерируемого аэрозоля. Было бы желательно создать такое изделие, генерирующее аэрозоль, которое обеспечивало бы пользователю возможность более точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля. Было бы желательно создать такое устройство, генерирующее аэрозоль, которое обеспечивает более надежное определение количества генерируемого аэрозоля. Было бы желательно создать такое устройство, генерирующее аэрозоль, которое обеспечивало бы пользователю возможность более точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля. Было бы желательно создать такую систему, генерирующую аэрозоль, которая обеспечивает надежный контроль количества генерируемого аэрозоля. Было бы желательно создать такую систему, генерирующую аэрозоль, которая обеспечивала бы пользователю возможность более точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля.
В некоторых примерах вариантов осуществления область нагревательного узла, доступную для нагревания, избирательно регулируют до определенного размера до начала нагревания нагревательного узла.
Согласно настоящему изобретению предложено изделие, генерирующее аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать субстрат, образующий аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный узел может содержать массив нагревательных элементов. Каждый из некоторого множества нагревательных элементов указанного массива может содержать по меньшей мере один прерыватель цепи. Каждый из прерывателей цепи может быть выполнен с возможностью индивидуальной активации. Каждый из прерывателей цепи может быть выполнен с возможностью индивидуальной активации для выборочной деактивации некоторой области нагревательного узла. Это может происходить до нагревания таким образом, что при нагревании изделие, генерирующее аэрозоль, избирательно нагревает часть субстрата, генерирующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла.
В соответствии с настоящим изобретением предложено изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее: субстрат, образующий аэрозоль; и нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, причем нагревательный узел содержит массив нагревательных элементов; при этом каждый из некоторого множества нагревательных элементов указанного массива может содержать по меньшей мере один прерыватель цепи; причем каждый из прерывателей цепи выполнен с возможностью индивидуальной активации для выборочной деактивации некоторой области нагревательного узла до нагревания таким образом, что при нагревании изделие, генерирующее аэрозоль, избирательно нагревает часть субстрата, генерирующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла.
В данном документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который при нагреве высвобождает одно или более летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, выполнено отдельно от устройства, генерирующего аэрозоль, и выполнено с возможностью комбинирования с ним для нагревания изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному выделять одно или более летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагревания субстрата, образующего аэрозоль.
В данном документе термин «прерыватель цепи» относится к компоненту, который может быть активирован для прерывания электрической цепи или который может реагировать на определенное состояние цепи прерыванием электрической цепи. Прерыватель цепи может прерывать электрическую цепь для предотвращения дальнейшего прохождения электрического тока через часть электрической цепи, где расположен указанный прерыватель цепи.
Изделие, генерирующее аэрозоль, обеспечивает возможность выборочной регулировки области нагревательного узла, доступной для нагревания, до конкретного размера до начала нагревания нагревательного узла. Во время нагревания нагревают только часть субстрата, образующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла. Таким образом, изделие, генерирующее аэрозоль, обеспечивает кастомизируемый и надежный контроль количества генерируемого аэрозоля. Кроме того, это позволяет пользователю точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля.
Массив нагревательных элементов может содержать двумерный массив нагревательных элементов. Используемый в данном документе термин «двумерный массив нагревательных элементов» относится к компоновке, содержащей по меньшей мере два нагревательных элемента, расположенных последовательно в первом измерении или направлении, и по меньшей мере два нагревательных элемента, расположенных последовательно во втором измерении или направлении. По меньшей мере два нагревательных элемента в измерении или направлении могут перекрываться или могут пересекаться по меньшей мере с двумя нагревательными элементами во втором измерении или направлении.
Двумерный массив нагревательных элементов может содержать множество первых нагревательных элементов, проходящих в первом направлении, и множество вторых нагревательных элементов, проходящих во втором направлении. В некоторых вариантах осуществления второе направление является поперечным по отношению к первому направлению таким образом, что множество вторых нагревательных элементов пересекает множество первых нагревательных элементов. Первые и вторые нагревательные элементы электрически соединены в точках их пересечения.
Двумерный массив нагревательных элементов может содержать решетку. Двумерный массив нагревательных элементов может содержать сетку.
Прерыватели цепи могут содержать плавкие участки, которые выполнены с возможностью плавления при заданной температуре с нарушением целостности нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления каждый из прерывателей цепи содержит плавкий участок, который выполнен с возможностью плавления при заданной температуре с нарушением целостности нагревательного элемента. Предпочтительно заданная температура представляет собой температуру ниже температуры, при которой испаряются один или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный плавкий участок может быть нагрет до плавления до нагревания субстрата, образующего аэрозоль, что является преимуществом. Этого можно достичь без нагревания субстрата, образующего аэрозоль, до нежелательного уровня, т. е. до температуры, при которой субстрат, образующий аэрозоль, начинает испаряться.
Используемый в данном документе термин «плавкий участок» относится к участку электрического проводника, который выполнен с возможностью нарушения целостности или плавления при заданной температуре с нарушением целостности электрического проводника и предотвращения прохождения электрического тока через по меньшей мере часть электрического проводника. Термины «плавкий участок» и «место плавления» используются в данном документе взаимозаменяемо для обозначения одного и того же объекта.
Использование плавких участков в качестве прерывателей цепи обеспечивает эффективную деактивацию участка нагревательного узла до нагревания, что является преимуществом.
Плавкие участки могут иметь относительно меньшую толщину или быть более тонкими, чем нагревательные элементы. Толщина плавких участков может быть по меньшей мере в три раза меньше толщины нагревательных элементов. Предпочтительно толщина плавких участков может быть по меньшей мере в пять раз меньше толщины нагревательных элементов. Предпочтительно толщина плавких участков может быть по меньшей мере в десять раз меньше толщины нагревательных элементов. Предпочтительно толщина плавких участков может быть по меньшей мере в пятнадцать раз меньше толщины нагревательных элементов.
Плавкие участки могут содержать материал, имеющий меньшее электрическое сопротивление, чем нагревательные элементы. Плавкие участки могут содержать одно из серебра, олова, цинка, меди или алюминия или их сплав.
Плавкие участки могут содержать металлические наночастицы, выполненные с возможностью принимать свет от источника света и генерировать тепло по механизму поверхностного плазмонного резонанса для повышения температуры плавкого участка до заданной температуры.
В данном документе термин «металлические наночастицы» относится к металлическим частицам, имеющим максимальный диаметр приблизительно 1 микрометр или меньше. Металлические наночастицы, которые генерируют тепло по механизму поверхностного плазмонного резонанса при возбуждении падающим светом, также могут быть известны как плазмонные наночастицы.
Используемый в данном документе термин «поверхностный плазмонный резонанс» относится к коллективному резонансному колебанию свободных электронов металлических наночастиц и, таким образом, поляризации зарядов на поверхности металлических наночастиц. Коллективное резонансное колебание свободных электронов и, таким образом, поляризация зарядов вызываются светом, падающим на металлические наночастицы от источника света. Энергия колеблющихся свободных электронов может рассеиваться несколькими механизмами, включая тепло. Таким образом, когда металлические наночастицы облучают источником света, металлические наночастицы генерируют тепло по механизму поверхностного плазмонного резонанса.
Преимущество применения металлических наночастиц для генерирования тепла по механизму поверхностного плазмонного резонанса заключается в том, что нет необходимости подключать нагревательный узел к электрическому источнику питания, а можно использовать вместо этого источник света для быстрой и эффективной активации плавких участков. Кроме того, выделяемое тепло фокусируется в относительно небольшой области плавкого участка, и существует меньшая вероятность повреждения или разрушения субстрата, образующего аэрозоль.
Металлические наночастицы могут содержать по меньшей мере одно из золота, серебра, платины, меди, палладия, алюминия, хрома, титана, родия и рутения. Металлические наночастицы могут содержать по меньшей мере один металл в элементарной форме. Металлические наночастицы могут содержать по меньшей мере один металл в металлическом соединении. Металлическое соединение может содержать по меньшей мере один нитрид металла.
Предпочтительно металлические наночастицы содержат по меньшей мере одно из золота, серебра, платины и меди. Преимущественно наночастицы золота, серебра, платины и меди могут демонстрировать сильный поверхностный плазмонный резонанс при облучении видимым светом.
Металлические наночастицы могут содержать один металл. Металлические наночастицы могут содержать смесь различных металлов.
Металлические наночастицы могут содержать множество первых наночастиц, содержащих первый металл, и множество вторых наночастиц, содержащих второй металл.
По меньшей мере некоторые из металлических наночастиц могут содержать смесь двух или более металлов. По меньшей мере некоторые из металлических наночастиц могут содержать металлический сплав. По меньшей мере некоторые из металлических наночастиц могут каждая содержать структуру ядро-оболочка. Ядро структуры «ядро-оболочка» может содержать первый металл, а оболочка структуры ядро-оболочка может содержать второй металл.
Предпочтительно металлические наночастицы имеют среднечисловой максимальный диаметр, который равен пиковой длине испускаемой волны источника света или меньше нее.
Множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 700 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 600 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 500 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 400 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 300 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 200 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 150 нанометров. Предпочтительно множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр, составляющий менее приблизительно 100 нанометров.
Металлические наночастицы могут быть нанесены в виде покрытия на плавкие участки.
Каждый плавкий участок может быть расположен между двумя точками пересечения нагревательных элементов массива. Это позволяет поддерживать электрическую цепь в точках пересечения и обеспечивает возможность более избирательной деактивации областей нагревательного узла.
В альтернативном варианте осуществления каждый плавкий участок может быть расположен в точке пересечения массива. Плавкий участок в точке пересечения может быть активирован для предотвращения протекания электрического тока в конкретную точку пересечения во время нагревания или из нее.
По меньшей мере часть плавких участков может быть выполнена таким образом, чтобы окружать заданную область нагревательного узла, подлежащую деактивации. Плавкие участки могут быть выполнены таким образом, чтобы окружать заданную область нагревательного узла, подлежащую деактивации. Например, если известно, что в определенных обстоятельствах будет желательно генерировать на двадцать пять процентов меньше аэрозоля, то плавкие участки могут быть выполнены таким образом, чтобы окружать область, составляющую двадцать пять процентов от общей области нагревательного узла. Это, соответственно, обеспечивает эффективный способ кастомизации изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования необходимого количества аэрозоля.
Нагревательный узел может содержать плавкий участок между каждой и всеми точками пересечения нагревательных элементов двумерного массива. Такая компоновка позволяет получить полностью кастомизируемый нагревательный узел, что является преимуществом.
Прерыватели цепи могут содержать электрический плавкий предохранитель, выполненный из плавкого материала. Примеры плавких материалов включают, без ограничения перечисленными, серебро, олово, цинк, медь или алюминий.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать маску, выполненную таким образом, чтобы покрывать нагревательный узел, при этом маска содержит рисунок из отверстий или прозрачных участков. Отверстия или прозрачные участки могут быть расположены таким образом, что открыты только плавкие участки в местах, соответствующих местам расположения отверстий или прозрачных участков в маске. Таким образом, открытые положения могут оставаться активируемыми, например, при воздействии источника света.
В данном документе термин «маска» относится к непрозрачной пластине, покрытию или листу, имеющему определенный рисунок отверстий или прозрачных участков, образованных в них таким образом, что свет может просвечивать только в соответствии с указанным определенным рисунком.
Преимущество применения маски заключается в том, что это позволяет избежать необходимости использования подвижного источника направленного света для целевого воздействия на отдельные плавкие участки. Изделие, генерирующее аэрозоль, можно целиком подвергать воздействию фиксированного источника света и рисунка в маске, используемой для активации требуемых плавких участков. Это может упростить устройства, используемые для кастомизации изделий, генерирующих аэрозоль.
Маска может содержать наклейку, которая может быть прикреплена с возможностью снятия к нагревательному узлу.
В соответствии с настоящим изобретением предложено устройство для использования с изделием, генерирующим аэрозоль, описанным выше. Указанное устройство может быть выполнено с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Устройство может содержать схему управления. Устройство может содержать активирующее устройство для активации одного или более прерывателей цепи. Схема управления может быть выполнена с возможностью управления активирующим устройством для активации одного или более прерывателей цепи при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве таким образом, что выбранная область нагревательного узла деактивируется до нагревания.
В соответствии с настоящим изобретением предложено устройство для использования с изделием, генерирующим аэрозоль, описанным выше, причем указанное устройство выполнено с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль, и указанное устройство, генерирующее аэрозоль, содержит: схему управления; и активирующее устройство для активации прерывателей цепи; при этом указанная схема управления выполнена с возможностью управлять активирующим устройством для активации одного или более из прерывателей цепи при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве таким образом, что выбранная область нагревательного узла деактивируется до нагревания.
Это устройство обеспечивает средство для избирательной регулировки области нагревательного узла, содержащего прерыватели цепи, до нагревания. Это позволяет кастомизировать изделие, генерирующее аэрозоль, для надежного контроля количества генерируемого аэрозоля. Кроме того, это позволяет пользователю точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля.
Активирующее устройство может содержать источник света, и схема управления может быть выполнена с возможностью управлять указанным источником света для воздействия светом на один или более плавких участков при размещении изделий, генерирующих аэрозоль, описанных выше, в устройстве таким образом, что в одном или более из плавких участков генерируется тепло по механизму поверхностного плазмонного резонанса и поднимает температуру плавкого участка до заданной температуры, при которой плавкий участок плавится с нарушением целостности нагревательного элемента.
Преимущество применения источника света для генерирования тепла по механизму поверхностного плазмонного резонанса заключается в том, что нет необходимости соединять нагревательный узел с электрическим источником питания. Кроме того, выделяемое тепло фокусируется в относительно небольшой области плавкого участка, и существует меньшая вероятность повреждения или разрушения субстрата, образующего аэрозоль.
Источник света может представлять собой светоизлучающий диод. Светоизлучающие диоды имеют компактный размер и способны излучать свет на требуемых длинах волн, что является преимуществом.
Источник света может иметь угол пучка, достаточный для того, чтобы воздействовать на весь нагревательный узел, при излучении света.
Источник света может представлять собой источник направленного света. Источник света может представлять собой лазер или лазерный диод. Лазерные диоды являются компактными по размеру и могут испускать направленный свет требуемой длиной волны, который может быть направлен на плавкий участок, что является преимуществом. Источник света может быть установлен на исполнительных механизмах таким образом, чтобы его можно было перемещать вдоль над нагревательным узлом для активации плавких участков.
Источник света может быть выполнен с возможностью испускания по меньшей мере одного из ультрафиолетового света, инфракрасного света и видимого света. Предпочтительно источник света выполнен с возможностью испускания видимого света. Преимущественно источник света, выполненный с возможностью испускания видимого света, может быть недорогим, удобным в использовании или и таким, и таким.
Предпочтительно источник света выполнен с возможностью испускания света, имеющего по меньшей мере одну длину волны от 380 нанометров до 700 нанометров.
Предпочтительно источник света выполнен с возможностью работы с пиковой длиной испускаемой волны от приблизительно 495 нанометров до приблизительно 580 нанометров. В данном документе термин «пиковая длина испускаемой волны» относится к длине волны, на которой источник света имеет максимальную интенсивность. Преимущественно пиковая длина испускаемой волны, составляющая от приблизительно 495 нанометров до приблизительно 580 нанометров, может обеспечить максимальный нагрев нагревательного элемента по механизму поверхностного плазмонного резонанса, в частности когда множество металлических наночастиц содержит по меньшей мере одно из золота, серебра, платины и меди.
Источник света может быть расположен внутри устройства.
Устройство может быть выполнено с возможностью приема света от внешнего источника света. Внешний источник света может включать окружающий свет. Окружающий свет может включать солнечное излучение. Окружающий свет может включать по меньшей мере один источник искусственного света, расположенный снаружи устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство может иметь оптический канал для направления света от внешнего источника света в устройство и в место, где он может воздействовать на нагревательный узел.
Активирующее устройство может содержать два расположенных на расстоянии электрических зонда. Электрический зонд может быть выполнен с возможностью контакта с нагревательным узлом таким образом, что с обеих сторон плавкого участка расположено по зонду. Электрический зонд может быть выполнен с возможностью подачи электрического тока к плавкому участку, который является достаточным для плавления плавкого участка.
Устройство может представлять собой устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержащее электрический источник питания. Схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей питания от источника питания к нагревательному узлу при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве для избирательного нагрева части субстрата, образующего аэрозоль, соответствующей недеактивированной части нагревательного узла.
В данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое может взаимодействовать с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля.
Устройство, генерирующее аэрозоль, обеспечивает средство для избирательной регулировки области нагревательного узла, содержащего прерыватели цепи, до нагревания. Во время нагревания нагревают только часть субстрата, образующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла. Таким образом, устройство, генерирующее аэрозоль, обеспечивает кастомизированный и надежный контроль количества генерируемого аэрозоля. Кроме того, это позволяет пользователю точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля.
Схема управления может содержать модуль связи, выполненный с возможностью принимать информацию от пользователя или другого устройства пользователя. Такая информация может включать, без ограничения, сведения об области нагревательного узла, подлежащей деактивации, или сведения о конкретных плавких участках, подлежащих активации, или и о том, и о другом. Модуль связи может представлять собой модуль проводной связи, например универсальную последовательную шину (USB), или модуль беспроводной связи, например Wi-FiTM или BluetoothTM. Модуль связи может быть соединен с пользовательским интерфейсом, что позволяет пользователю вводить информацию непосредственно в устройство.
Согласно настоящему изобретению предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, описанные выше.
В данном документе термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации из устройства, генерирующего аэрозоль, и одного или более субстратов, образующих аэрозоль, или изделий, генерирующих аэрозоль, для использования с устройством. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как зарядное устройство для перезарядки встроенного источника электропитания в электрически управляемом или электрическом устройстве, генерирующем аэрозоль.
В некоторых примерах осуществления части нагревательного узла могут быть избирательно активированы во время нагрева нагревательного узла.
Согласно настоящему изобретению предложена система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать субстрат, образующий аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный узел может содержать двумерный массив нагревательных элементов. Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать электронный переключатель для каждого из нагревательных элементов. Каждый электронный переключатель может быть соединен с соответствующим нагревательным элементом и источником питания для управления протеканием электрического тока через соответствующий нагревательный элемент. Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать электрический источник питания. Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать схему управления. Схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей электрического тока от источника питания на нагревательный узел путем управления активацией каждого из электронных переключателей индивидуально таким образом, что некоторая область нагревательного узла может быть выборочно активирована во время нагревания для нагревания части субстрата, генерирующего аэрозоль, соответствующей активированной части нагревательного узла.
В соответствии с настоящим изобретением предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: субстрат, образующий аэрозоль; и нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, причем нагревательный узел содержит двумерный массив нагревательных элементов; при этом указанная система дополнительно содержит: электронный переключатель для каждого из нагревательных элементов, при этом каждый электронный переключатель соединен со своим соответствующим нагревательным элементом и источником питания для управления протеканием электрического тока через соответствующий нагревательный элемент; источник питания; и схему управления; причем схема управления выполнена с возможностью управления подачей электрического тока от источника питания на нагревательный узел путем управления активацией каждого из электронных переключателей индивидуально с возможностью избирательной активации некоторой области нагревательного узла во время нагревания для нагрева части субстрата, образующего аэрозоль, соответствующей активированной части нагревательного узла.
Система, генерирующая аэрозоль, позволяет избирательно регулировать область нагревательного узла во время нагревания. Таким образом, система, генерирующая аэрозоль, обеспечивает кастомизируемый и надежный контроль количества генерируемого аэрозоля. Кроме того, это позволяет пользователю точно определять потребление им аэрозоля или потребление им одного или более компонентов аэрозоля.
Двумерный массив нагревательных элементов может содержать множество первых нагревательных элементов, проходящих в первом направлении, и множество вторых нагревательных элементов, проходящих во втором направлении. Второе направление может быть поперечным по отношению к первому направлению, таким образом, что множество вторых нагревательных элементов пересекает множество первых нагревательных элементов, и при этом первые и вторые нагревательные элементы электрически соединены в точках их пересечения.
Двумерный массив нагревательных элементов может содержать решетку. Двумерный массив нагревательных элементов может содержать сетку.
Область нагревательного узла может быть избирательно активирована путем активации одного из электронных переключателей, соединенных с первым нагревательным элементом, в комбинации с одним из электронных переключателей, соединенных со вторым нагревательным элементом.
Выбор области нагревательного узла, подлежащей нагреву, путем активации одного из электронных переключателей, соединенных с первым нагревательным элементом, и одного из электронных переключателей, соединенных со вторым нагревательным элементом, обеспечивает эффективный способ обращения к области нагревательного узла, подлежащей активации, поскольку электронные переключатели, соединенные с первым и вторым нагревательными элементами, образуют систему координат, что является преимуществом. Кроме того, это обеспечивает удобный способ отслеживания того, какие области нагревательного узла уже были активированы, поскольку информация, относящаяся к областям, которые были активированы во время операции нагревания, может храниться в запоминающем устройстве.
В одном примере осуществления субстрат, образующий аэрозоль, нагревательный узел и электронные переключатели могут образовывать часть изделия, генерирующего аэрозоль, а источник питания и схема управления могут образовывать часть устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль. В таком варианте осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрический контакт для каждого из электронных переключателей. Каждый электрический контакт может быть выполнен с возможностью электрического соединения с соответствующим ему электронным переключателем при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Размещение электронных переключателей в изделии, генерирующем аэрозоль, упрощает проектирование и стоимость производства устройства, генерирующего аэрозоль, что является преимуществом. В этом варианте все компоненты, необходимые для работы нагревательного узла, расположены в изделии, генерирующем аэрозоль, таким образом, что оно представляет собой автономный блок, и от устройства требуется только обеспечение соединения со схемой управления. Кроме того, это позволит усложнить использование контрафактных или некондиционных изделий, генерирующих аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль, за счет повышенной сложности изготовления изделий, генерирующих аэрозоль.
В другом примере осуществления субстрат, образующий аэрозоль, образует по меньшей мере часть изделия, генерирующего аэрозоль, а нагревательный узел, электронные переключатели, источник питания и схема управления образуют часть устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль.
Размещение нагревательного узла и электронных переключателей в устройстве, генерирующем аэрозоль, снижает сложность и стоимость изготовления изделия, генерирующего аэрозоль, что является преимуществом.
Каждый электронный переключатель может содержать транзистор. Транзисторы являются достаточно маленькими для внедрения, например, в изделия, генерирующие аэрозоль, и могут быть легко соединены со схемой управления и могут легко управляться схемой управления, что является преимуществом. Можно применять любой подходящий тип транзистора, включая, без ограничения перечисленными, биполярные транзисторы и полевые транзисторы.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть в контакте с нагревательным узлом. Преимуществом размещения субстрата, образующего аэрозоль, в контакте с нагревательным узлом является то, что это может способствовать прохождению тепла от нагревательного узла к субстрату, образующему аэрозоль, что может привести к более эффективному генерированию аэрозоля.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на нагревательный узел в виде покрытия. Покрытие субстратом, образующим аэрозоль, нагревательного узла может обеспечить эффективный способ приведения субстрата, образующего аэрозоль, в контакт с нагревательным узлом и его легко внедрить в процесс высокоскоростного производства. Кроме того, количество субстрата, генерирующего аэрозоль, нанесенного в виде покрытия на некоторую длину нагревательного элемента, можно точно определять, что также позволяет точно определять количество аэрозоля, которое будет генерироваться в процессе нагревания.
Субстрат, генерирующий аэрозоль, может проходить по нагревательному узлу. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может быть по существу плоским. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может быть выполнен в форме таблетки, имеющей первую и вторую основные поверхности и толщину между основными поверхностями, которая является маленькой относительно длины и ширины субстрата, образующего аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть разделен на блоки, и каждый блок может соответствовать активируемой области нагревательного узла.
Преимуществом разделения субстрата, образующего аэрозоль, на блоки является то, что это может способствовать надежному контролю количества генерируемого аэрозоля. Количество аэрозоля, которое может быть сгенерировано одним блоком, либо известно, либо может быть определено. Предпочтительно количество аэрозоля, генерируемого одним блоком, меньше количества аэрозоля, необходимого для одной затяжки или вытягивания, осуществляемых пользователем. Предпочтительно количество аэрозоля, генерируемого одним блоком, представляет собой некоторую долю количества аэрозоля, необходимого для одной затяжки или втягивания. Следовательно, генерирование необходимого количества аэрозоля для отдельной затяжки или втягивания, осуществляемых пользователем, включает просто определение количества блоков, необходимых для обеспечения требуемого количества аэрозоля, и активацию частей нагревательного узла, соответствующих этим блокам. Такая компоновка позволяет пользователю точно определять свое потребление аэрозоля или потребление одного или более компонентов аэрозоля. Блоки для генерирования необходимого количества аэрозоля можно нагревать последовательно или одновременно.
Каждый блок субстрата, образующего аэрозоль, может быть отделен от соседних блоков теплоизоляционным материалом. Такая компоновка может способствовать уменьшению теплопередачи от блока, который нагревается в текущий момент, к соседним блокам, которые не нагреваются. Соответственно, такая компоновка может снижать риск термической деградации субстрата, образующего аэрозоль, соседних блоков.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердое вещество. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать жидкость. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гель. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать любую комбинацию двух или более из твердого вещества, жидкости и геля.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин, производное никотина или аналог никотина. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одну или более никотиновых солей. Указанные одна или более никотиновых солей могут быть выбраны из перечня, состоящего из цитрата никотина, лактата никотина, пирувата никотина, битартрата никотина, пектатов никотина, альгинатов никотина и салицилата никотина.
Cубстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля. В данном документе «вещество для образования аэрозоля» представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль, по существу являются стойкими к термическому разложению. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин.
Cубстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вкусоароматическое вещество. Вкусоароматическое вещество может содержать летучий вкусоароматический компонент. Вкусоароматическое вещество может содержать ментол. В данном документе термин «ментол» обозначает соединение 2-изопропил-5-метилциклогексанола в любой из его изомерных форм. Вкусоароматическое вещество может обеспечивать вкус/аромат, выбранные из группы, состоящей из ментола, лимона, ванили, апельсина, винтергрена, вишни и корицы. Вкусоароматическое вещество может содержать летучие вкусоароматические соединения табака, которые выделяются из субстрата при нагреве.
Cубстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать табак или материал, содержащий табак. Например, образующий аэрозоль субстрат может содержать любое из следующего: табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак, табачную суспензию, литой табачный лист и расширенный табак. При необходимости, образующий аэрозоль субстрат может содержать табачный порошок, сжатый посредством инертного материала, например стекла или керамики или другого подходящего инертного материала.
В тех случаях, когда образующий аэрозоль субстрат содержит жидкость или гель, в некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие может содержать абсорбирующий носитель. Cубстрат, образующий аэрозоль, может быть покрыт или пропитан абсорбирующим носителем. Например, никотиновое соединение и вещество для образования аэрозоля могут быть смешаны с водой в качестве жидкого состава. Указанный жидкий состав может в некоторых вариантах осуществления дополнительно содержать вкусоароматическое вещество. Такой жидкий состав может затем быть абсорбирован посредством абсорбирующего носителя или нанесен на поверхность абсорбирующего носителя. Абсорбирующий носитель может представлять собой лист или таблетку материала на основе целлюлозы, на который могут быть нанесены или абсорбированы никотиновое соединение и вещество для образования аэрозоля. Абсорбирующий носитель может представлять собой металлический, полимерный или растительный пеноматериал, обладающий свойствами удерживания жидкости и капиллярности, и на который жидкий или гелеподобный субстрат, образующий аэрозоль, нанесен в виде покрытия, или на котором жидкий или гелеподобный субстрат, образующий аэрозоль, абсорбирован.
Могут иметь место изделия, генерирующие аэрозоль, разных категорий, каждая из которых обеспечивает отличное от других ощущение у пользователя. Например, указанные разные категории могут включать изделия, имеющие разные составы или композиции образующих аэрозоль субстратов, разные концентрации никотина или других компонентов и разные количества или толщину образующих аэрозоль субстратов. Изделия, генерирующие аэрозоль, относящиеся к одной и той же категории, могут иметь одинаковую форму, размер или цвет для обеспечения возможности их идентификации пользователем или системой или устройством, генерирующими аэрозоль. Система или устройство, генерирующие аэрозоль, могут быть выполнены с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль, только определенной категории, например за счет наличия выемки или пространства, которые имеют размер или форму для размещения только определенного типа изделия, генерирующего аэрозоль. Выемка или пространство могут быть выполнены таким образом, чтоб в них можно было размещать только изделия, генерирующие аэрозоль, соответствующей формы.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать различные типы субстрата, образующего аэрозоль. Например, один тип субстрата, образующего аэрозоль, может содержать никотин. Другой тип субстрата, образующего аэрозоль, может содержать вкусоароматические вещества. Различные типы субстрата, образующего аэрозоль, могут содержаться в различных блоках. Аэрозоли из различных типов субстратов, образующих аэрозоль, могут доставляться пользователю в виде смеси. Точный состав смеси можно задавать путем активации различных частей нагревательного узла, соответствующих желаемым блокам. Такая компоновка также позволяет менять состав получаемого аэрозоля во время сеанса использования пользователем с течением времени. Например, начальные затяжки могут включать аэрозоль, сгенерированный из блоков, содержащих никотин, а количество блоков, содержащих никотин, из которых генерируется аэрозоль для последующих затяжек, может быть уменьшено.
Изделие, генерирующее аэрозоль, или устройство, генерирующее аэрозоль, могут содержать множество нагревательных узлов. Каждый нагревательный узел может содержать массив нагревательных элементов. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать два нагревательных узла с субстратом, генерирующим аэрозоль, расположенным между нагревательными узлами. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать два нагревательных узла и может быть выполнено с возможностью размещения субстрата, образующего аэрозоль, между нагревательными узлами.
Каждый нагревательный элемент может содержать электрически резистивный нагревательный элемент. Каждый нагревательный элемент может содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал, платину, золото и серебро. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец-, золото- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal® и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композитных материалах электрически резистивный материал может быть необязательно внедрен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств.
Устройство может содержать кожух. Кожух может содержать пространство или выемку для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Кожух может содержать часть в виде основного корпуса. Часть в виде основного корпуса может содержать источник питания. Часть в виде основного корпуса может содержать схему управления. Кожух может содержать мундштук или мундштучную часть. Впуск для воздуха может быть расположен в некоторой точке по длине кожуха. Впуск для воздуха может быть расположен на подносимом ко рту конце мундштука. Таким образом обеспечивается возможность для пользователя осуществлять затяжки аэрозолем или втягивание аэрозоля через выпуск для воздуха, который может быть выполнен на мундштучной части или в ней. Мундштучная часть может быть выполнена с возможностью отделения от основной части.
Схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей питания на нагревательный узел от источника питания. Схема управления может содержать микропроцессор, программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную микросхему (ASIC) или другую электронную схему, способную осуществлять управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления схема управления может содержать любое из датчиков, переключателей и дисплейных элементов. Питание может подаваться на нагревательный элемент в течение времени осуществления затяжки либо непрерывно, либо в виде импульсов электрического тока. Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может содержать по меньшей мере одну батарею. По меньшей мере одна батарея может включать перезаряжаемую литий-ионную батарею. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор.
Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создано изделие, генерирующее аэрозоль и содержащее:
субстрат, образующий аэрозоль; и
нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательный узел содержит массив нагревательных элементов;
причем каждый из множества нагревательных элементов массива содержит по меньшей мере один прерыватель цепи;
при этом каждый из прерывателей цепи выполнен с возможностью индивидуальной активации для выборочной деактивации области нагревательного узла до нагревания таким образом, что при нагревании изделие, генерирующее аэрозоль, избирательно нагревает часть субстрата, образующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла.
Предпочтительно, каждый из прерывателей цепи содержит плавкий участок, который выполнен с возможностью плавления при заданной температуре с нарушением целостности нагревательного элемента.
Предпочтительно, плавкий участок содержит металлические наночастицы, выполненные с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса для повышения температуры плавкого участка до заданной температуры.
Предпочтительно, по меньшей мере часть плавких участков выполнена таким образом, чтобы окружать заданную область нагревательного узла, подлежащую деактивации.
Предпочтительно, изделие, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит маску, выполненную таким образом, что она покрывает нагревательный узел, причем маска содержит рисунок из отверстий или прозрачных участков таким образом, что при воздействии источника света активируются только плавкие участки в положениях, соответствующих положениям отверстий или прозрачных участков в маске.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, проходит через нагревательный узел и разделен на блоки, причем каждый блок соответствует активируемой области нагревательного узла.
Согласно второму объекту настоящего изобретения создано устройство для использования с вышеописанным изделием, генерирующим аэрозоль, причем устройство выполнено с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль, и содержит:
схему управления; и
активирующее устройство для активации одного или более прерывателей цепи;
при этом схема управления выполнена с возможностью управления активирующим устройством для активации одного или более прерывателей цепи при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве таким образом, что выбранная область нагревательного узла деактивируется до нагревания.
Предпочтительно, активирующее устройство представляет собой источник света, при этом схема управления выполнена с возможностью управления источником света для воздействия светом на один или более плавких участков при размещении вышеописанного изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве таким образом, что в плавких участках генерируется тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса для повышения температуры плавкого участка до заданной температуры, при которой плавкий участок плавится с нарушением целостности нагревательного элемента.
Предпочтительно, устройство представляет собой устройство, генерирующее аэрозоль и дополнительно содержит источник питания, причем схема управления выполнена с возможностью управления подачей питания от источника питания на нагревательный узел при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве для избирательного нагревания части субстрата, образующего аэрозоль, соответствующей недеактивированной части нагревательного узла.
Согласно третьему объекту настоящего изобретения создана система, генерирующая аэрозоль и содержащая:
субстрат, образующий аэрозоль; и
нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательный узел содержит массив нагревательных элементов;
причем система дополнительно содержит:
источник питания;
электронный переключатель для каждого нагревательного элемента, причем каждый электронный переключатель соединен с соответствующим ему нагревательным элементом и источником питания для управления протеканием электрического тока через соответствующий нагревательный элемент; и
схему управления;
при этом схема управления выполнена с возможностью управления подачей электрического тока от источника питания на нагревательный узел посредством управления активацией каждого из электронных переключателей индивидуально таким образом, что область нагревательного узла выполнена с возможностью ее избирательной активации в ходе нагревания для нагревания части субстрата, образующего аэрозоль, соответствующей активированной части нагревательного узла;
причем массив нагревательных элементов содержит двумерный массив нагревательных элементов, включающий в себя множество первых нагревательных элементов, проходящих в первом направлении, и множество вторых нагревательных элементов, проходящих во втором направлении, при этом второе направление является поперечным по отношению к первому направлению таким образом, что множество вторых нагревательных элементов пересекает множество первых нагревательных элементов, причем первые и вторые нагревательные элементы электрически соединены в точках их пересечений;
при этом область нагревательного узла избирательно активируется посредством активации одного из электронных переключателей, соединенных с первым нагревательным элементом, в комбинации с одним из электронных переключателей, соединенных со вторым нагревательным элементом.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, нагревательный узел и электронные переключатели образуют часть изделия, генерирующего аэрозоль;
причем источник питания и схема управления образуют часть устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль;
при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит электрический контакт для каждого из электронных переключателей, причем каждый электрический контакт выполнен с возможностью электрического соединения с соответствующим ему электронным переключателем при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, образует по меньшей мере часть изделия, генерирующего аэрозоль, при этом нагревательный узел, электронные переключатели, источник питания и схема управления образуют часть устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, каждый электронный переключатель содержит транзистор.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, проходит через нагревательный узел и разделен на блоки, причем каждый блок соответствует активируемой области нагревательного узла.
Признаки, описанные в отношении одного или более примеров настоящего изобретения, могут быть в равной степени применены и к другим примерам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные в отношении системы, генерирующей аэрозоль, могут быть в равной степени применены к изделию, генерирующему аэрозоль, или устройству, генерирующему аэрозоль, и наоборот.
Варианты осуществления изобретения будут далее описаны лишь в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематический вид сверху изделия, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - схематический вид сбоку изделия, генерирующего аэрозоль, согласно Фиг. 1;
Фиг. 3 - увеличенный вид плавкого участка, расположенного в некоторой точке вдоль длины нагревательного элемента;
Фиг. 4 - схематический вид сбоку устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором устройство выполнено с возможностью избирательной активации прерывателей цепи изделия, генерирующего аэрозоль, согласно Фиг. 1 до нагревания;
Фиг. 5 - схематический вид сбоку устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6 - схематическое изображение части системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, демонстрирующее часть нагревательного узла и связанной с ним управляющей цепи;
Фиг. 7A - схематическое изображение части системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, на котором показан нагревательный узел и соответствующие блоки субстрата, образующего аэрозоль, которые могут быть нагреты нагревательным узлом;
Фиг. 7B - увеличенный вид нижнего левого угла нагревательного узла, показанного на Фиг. 7A;
Фиг. 8 - схематический вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, содержащей изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, для использования с изделием, генерирующим аэрозоль. Для ясности, изделие, генерирующее аэрозоль, изображено в более крупном масштабе, чем устройство, генерирующее аэрозоль; и
Фиг. 9 - схематический вид сверху системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, содержащей изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, для использования с изделием, генерирующим аэрозоль. Для ясности, изделие, генерирующее аэрозоль, изображено в более крупном масштабе, чем устройство, генерирующее аэрозоль.
На Фиг. 1 представлено изделие 2, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат 4, образующий аэрозоль, и нагревательный узел 6. Нагревательный узел 6 содержит двумерный массив или решетку из нагревательных элементов, содержащий множество первых нагревательных элементов 6a, проходящих в первом направлении через субстрат 4, образующий аэрозоль, и множество вторых нагревательных элементов 6b, проходящих во втором направлении через субстрат 4, образующий аэрозоль, причем второе направление по существу ортогонально первому направлению, таким образом, что указанное множество первых нагревательных элементов 6a пересекается с указанным множеством вторых нагревательных элементов 6b. Первые 6a и вторые 6b нагревательные элементы электрически соединены в точках их пересечения.
Нагревательные элементы 6a, 6b представляют собой электрически резистивные нагревательные элементы, которые генерируют тепло при прохождении через них электрического тока за счет эффекта Джоуля. В этом варианте осуществления нагревательные элементы 6a, 6b образованы из никель-хромового (NiCr) сплава. Нагревательный узел 6 находится в контакте с субстратом, образующим аэрозоль, таким образом, что тепло, генерируемое в нагревательных элементах 6a, 6b, проводится и излучается в субстрат 4, образующий аэрозоль, вызывая испарение части субстрата, образующего аэрозоль, вблизи нагревательного элемента и образование аэрозоля.
Нагревательный узел 6 содержит места плавления или плавкие участки 8, которые расположены между точками пересечения первых 6a и вторых 6b нагревательных элементов и могут быть индивидуально активированы для прерывания электрической цепи через нагревательный элемент 6a, 6b в месте расположения плавкого участка 8. Таким образом, плавкие участки 8 действуют как прерыватели цепи. На Фиг. 1 показаны пять таких плавких участков, которые определяют область A нагревательного узла 6, которая должна быть деактивирована или электрически изолирована от остальной части нагревательного узла 6 до нагревания таким образом, что только остальная недеактивированная часть нагревательного узла 6 нагревается во время последующей операции нагревания. Следовательно, испаряется только часть субстрата, образующего аэрозоль, соответствующая недеактивированной части нагревательного узла 6. Таким образом, плавкие участки 8 можно применять для избирательной регулировки области нагревательного узла 6, которая нагревается во время операции нагревания, для избирательной регулировки количества генерируемого аэрозоля.
Изделие 2, генерирующее аэрозоль, также содержит пару электрических контактных площадок 10, одну для соединения с положительным выводом электрического источника питания, а другую для соединения с отрицательным или заземленным выводом электрического источника питания. Электрические контактные площадки 10 выполнены с возможностью соединения с парой соответствующих электрических контактов в устройстве, генерирующем аэрозоль, с возможностью подачи питания на нагревательный узел 6. При использовании электрический ток протекает через нагревательный узел 6 между электрическими контактами 10 с генерированием тепла в нагревательных элементах 6a, 6b.
На Фиг. 2 показан вид сбоку изделия 2, генерирующего аэрозоль, согласно Фиг. 1. Как видно на Фиг. 1 и 2, субстрат 4, образующий аэрозоль, выполнен в виде таблетки, имеющей первую основную поверхность 4a и противоположную вторую основную поверхность 4b. Толщина T субстрата, образующего аэрозоль, мала по отношению к длине и ширине субстрата 4, образующего аэрозоль. Может использоваться любой подходящий субстрат 4, образующий аэрозоль. Например, субстрат 4, образующий аэрозоль, может представлять собой твердую таблетку, содержащую литые табачные листья, или субстрат 4, образующий аэрозоль, может содержать полимерный или металлический пеноматериал, который пропитан жидкостью или гелем или комбинацией обоих, содержащими одну или более добавок, таких как вещества для образования аэрозоля, никотин и ароматизаторы. Нагревательный узел 6 находится в контакте с первой основной поверхностью 4a субстрата 4, образующего аэрозоль.
На Фиг. 3 показан увеличенный вид одного из плавких участков 8, расположенных вдоль длины одного из первых нагревательных элементов 6a, представленных на Фиг. 1. Плавкий участок 8 образован из тонкой проволоки из электрического материала с низким сопротивлением, такого как сплав цинка и алюминия, который выполнен с возможностью плавления при заданной температуре, которая превышает температуру, до которой нагреватель нагревается во время нормальной работы. Тонкая проволока покрыта наночастицами золота (не показаны). Тонкая проволока плавкого участка 8 примерно в пять раз тоньше нагревательного элемента 6a и имеет диаметр или толщину приблизительно 0,1 мм, в отличие от диаметра нагревательного элемента 6a, составляющего приблизительно 0,5 мм. Следует понимать, что в других вариантах осуществления тонкая проволока в плавком участке может быть даже более тонкой по сравнению с нагревательными элементами, например, до десяти или более раз тоньше. В этих вариантах осуществления тонкая проволока может иметь диаметр от приблизительно 0,05 мм до приблизительно 0,1 мм, в отличие от диаметра нагревательного элемента, составляющего от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,5 мм.
За счет низкого сопротивления плавкого участка 8 он не расплавляется при нормальном нагревании нагревательного узла, т. е. когда на нагревательный узел подается электропитание для генерирования аэрозоля. Однако из-за присутствия золотых наночастиц плавкие участки 8 чувствительны к физическому явлению, называемому поверхностным плазмонным резонансом, что можно использовать для плавления плавких участков 8. Когда плавкие участки 8 облучают светом с длиной волны, которая сравнима с размером наночастицы, свободные электроны наночастиц возбуждаются и происходит когерентное колебание этих электронов. Чтобы вернуться обратно в первоначальное состояние, наночастицы высвобождают энергию, избыточную относительно этого состояния, в виде тепла. Соответственно, когда наночастица претерпевает поверхностный плазмонный резонанс, генерируется тепловая энергия. Для золотых наночастиц длина волны света должна составлять приблизительно 530 нм (т. е. зеленый свет). Это может повысить температуру плавкого участка до 500 градусов Цельсия. Это выше температуры плавления тонкой проволоки в плавком участке 8 и приводит к плавлению и нарушению целостности плавкого участка 8. Соответственно, электрическая цепь через нагревательный элемент прерывается в месте расположения плавкого участка 8. Активация, т. е. плавление, выбранных плавких участков 8 позволяет деактивировать некоторую область нагревательного узла 6 или электрически изолировать ее от процесса нагревания.
На Фиг. 4 показано устройство 20 для избирательной активации плавких участков 8 (не показаны на Фиг. 4) изделия 2, генерирующего аэрозоль, согласно Фиг. 1 до нагревания нагревательного узла 6. Устройство 20 содержит кожух 22, заключающий в себе крепление 24 для удерживания изделия 2, генерирующего аэрозоль, и источник 26 направленного света. Крепление 24 выполнено с возможностью размещения изделия 2, генерирующего аэрозоль, в конфигурации, в которой нагревательный узел 6 обращен к источнику 26 направленного света. Размеры и форма крепления 24 обеспечивают возможность размещения изделия, генерирующего аэрозоль, с плотным прилеганием таким образом, что изделие, генерирующее аэрозоль, удерживается прочно и не перемещается относительно крепления 24. Изделие 2, генерирующее аэрозоль, имеет такую форму, что оно длиннее по одному измерению, чем по другому, так что оно может быть размещено в креплении 24 только в правильной ориентации. Соответственно, устройство 20 способно определять положение изделия 2, генерирующего аэрозоль, и нагревательного узла 6 относительно крепления 24.
Источник 26 направленного света содержит лазерный диод или светоизлучающий диод, выполненный с возможностью излучать высоконаправленный свет при требуемой длине волны для достижения поверхностного плазмонного резонанса в плавких участках. Источник 26 направленного света установлен на исполнительных элементах (не показаны) таким образом, что он может перемещаться относительно крепления 24. Управление исполнительными элементами осуществляется с помощью схемы управления (не показаны). Пучок света 28, испускаемый источником направленного света, можно перемещать вдоль над поверхностью нагревательного узла 6 и направлять на отдельные плавкие участки. Это активирует плавкие участки таким образом, что они проявляют поверхностный плазмонный резонанс. Таким образом, источник 26 направленного света действует как активирующее устройство для активации плавких участков. Тепло, генерируемое по механизму поверхностного плазмонного резонанса вызывает плавление плавкого участка и прерывание электрической цепи в месте расположения этого плавкого участка. Активация плавких участков позволяет деактивировать выбранную область нагревательного узла 6.
Таким образом, устройство 20 можно использовать до нагревания для избирательной регулировки области нагревательного узла 6, которая будет доступна для нагревания во время последующей операции нагрева. После того, как устройство 20 отрегулировало область нагревательного узла 6, изделие 2, генерирующее аэрозоль, можно извлечь из устройства 20 и вставить в устройство, генерирующее аэрозоль. При нагревании изделие 2, генерирующее аэрозоль, генерирует количество аэрозоля, пропорциональное недеактивированной области нагревательного узла 6.
На Фиг. 5 показано удерживаемое рукой электрическое устройство 40, генерирующее аэрозоль, характеризующееся тем, что источник света для избирательной регулировки области нагревательного узла изделия, генерирующего аэрозоль, содержится в этом устройстве. Устройство содержит кожух 42, содержащий источник 44 питания, схему 46 управления и пространство 48 для размещения изделия 2, генерирующего аэрозоль, согласно Фиг. 1. На Фиг. 5 внутри устройства размещено изделие 2, генерирующее аэрозоль, и контактные площадки 10 изделия 2, генерирующего аэрозоль, соединяются с соответствующими контактными штырями 50 устройства 40. Контактные штыри 50 соединены со схемой 46 управления, которая управляет подачей электропитания на нагревательный узел изделия 2, генерирующего аэрозоль.
Источник 52 света выполнен таким образом, что он 52 обращен к нагревательному узлу изделия 2, генерирующего аэрозоль, чтобы направлять свет на нагревательный узел. Источник 52 света представляет собой светоизлучающий диод и расположен на расстоянии от нагревательного узла таким образом, что когда он светится, он может воздействовать на всю площадь нагревательного узла. Маска 54 прикреплена к изделию 2, генерирующему аэрозоль, таким образом, что она покрывает нагревательный узел и расположена между источником 52 света и изделием 2, генерирующим аэрозоль.
Маска 54 изготовлена из непрозрачного материала, такого как металлическая фольга, на одной поверхности которой расположен низкоадгезивный чувствительный к давлению клей. Клей используется для временного приклеивания ее к изделию 2, генерирующему аэрозоль, но позволяет удалить маску без остатка. Маска 54 имеет отверстия 56, соответствующие местоположению плавких участков на нагревательном узле, подлежащих активации. Непрозрачный материал маски 54 защищает плавкие участки, которые не подлежат активации, от источника 52 света, тогда как отверстия 56 позволяют свету проходить через маску 54 к плавким участкам для их активации. Таким образом, маску 54 можно использовать для выборочной регулировки области нагревательного узла до нагревания.
Источник 52 света управляется переключателем 58, соединенным со схемой 46 управления. Переключатель 58 управляется пользователем для обеспечения освещения источником света и воздействия света на нагревательный узел через маску 54. Предусмотрен дополнительный переключатель 60 для активации нагревательного узла.
Устройство 40 дополнительно содержит впуск 62 для воздуха, расположенный в кожухе раньше по ходу потока от пространства 48 для размещения изделия 2, генерирующего аэрозоль, и выпуск 64 для воздуха, расположенный в мундштуке 66 дальше по ходу потока относительно пространства 48 для размещения изделия 2, генерирующего аэрозоль. Устройство 40 обеспечивает путь для потока воздуха между впуском 62 для воздуха и выпуском 64 для воздуха, который проходит вдоль нагревательного узла изделия 2, генерирующего аэрозоль, при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве 40.
При использовании пользователь помещает изделие 2, генерирующее аэрозоль, содержащее маску 54, покрывающую его нагревательный узел, в устройство 40 и управляет переключателем 58. Это приводит к тому, что источник 52 света освещает маску 54 и воздействует на нее светом. Область нагревательного узла изделия 2, генерирующего аэрозоль, деактивируется в соответствии с рисунком отверстий в маске 54. Затем маску 54 снимают с аэрозольного изделия 2, и когда пользователь готов сделать затяжку из устройства 40, он подносит мундштук 66 к своим губам и нажимает переключатель 60. Это активирует нагревательный узел изделия 2, генерирующего аэрозоль, который нагревает часть субстрата, образующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла, что приводит к генерированию заданного количества аэрозоля. Затем пользователь втягивает аэрозоль в свой рот через выпуск 64 для воздуха.
На Фиг. 6 показан схематический вид части системы, генерирующей аэрозоль, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Система, генерирующая аэрозоль, содержит нагревательный узел 106, содержащий двумерный массив или сетку нагревательных элементов. Двумерный массив нагревательных элементов содержит множество первых нагревательных элементов 106a, проходящих в первом направлении, и множество вторых нагревательных элементов 106b, проходящих во втором направлении, причем указанное второе направление по существу ортогонально указанному первому направлению, таким образом, что указанное множество первых нагревательных элементов 106a пересекает указанное множество вторых нагревательных элементов 106b. Первые 106a и вторые 106b нагревательные элементы электрически соединены в точках их пересечения. На Фиг. 6 показаны только два из первых нагревательных элементов 106a и только два из вторых нагревательных элементов 106b.
Первые 106a и вторые 106b нагревательные элементы покрыты субстратом, образующим аэрозоль, который в целях ясности опущен на Фиг. 6. Может использоваться любой подходящий субстрат, образующий аэрозоль. Например, нагревательные элементы 106a, 106b могут быть покрыты твердым субстратом, образующим аэрозоль, содержащим табачные гранулы или частицы. В альтернативном варианте осуществления нагревательные элементы 106a, 106b могут быть покрыты субстратом, образующим аэрозоль, гелевого типа, содержащим одну или более добавок, таких как никотин, ароматизаторы и вещества для образования аэрозоля.
Каждый из нагревательных элементов в первом направлении 106a и каждый из нагревательных элементов во втором направлении 106b соединен с отдельным транзистором Ta, Tb, T1 и T2, соответственно. В варианте осуществления согласно Фиг. 6 используют биполярные транзисторы, и в приведенном ниже описании используется терминология для биполярных транзисторов. Однако будет понятно, что можно использовать другие типы транзисторов, например, полевые транзисторы.
Первые нагревательные элементы 106a соединены с эмиттером соответствующего им транзистора Ta, Tb. Коллекторы транзисторов Ta и Tb соединены с положительным выводом источника 102 питания. Вторые нагревательные элементы 106b соединены с коллектором соответствующего им транзистора T1, T2. Эмиттеры транзисторов T1 и T2 соединены с отрицательным или заземляющим выводом источника 102 питания. Базы всех транзисторов Ta, Tb, T1 и T2 соединены со схемой 104 управления, которая может содержать один или более микроконтроллеров.
Схема 104 управления управляет подачей электрического тока на базы транзисторов Ta, Tb, T1 и T2. Если электрический ток может протекать к базе транзистора Ta, Tb, T1 и T2, транзистор включен. Таким образом, транзисторы Ta, Tb, T1 и T2 действуют в качестве электронных переключателей, которые управляют протеканием тока через соответствующие нагревательные элементы 106a, 106b. Схема 104 управления управляет подачей электрического тока от источника питания на нагревательный узел путем управления активацией каждого из транзисторов Ta, Tb, T1 и T2 индивидуально, с возможностью избирательной активации некоторой области нагревательного узла 106 во время нагревания для нагревания части субстрата, образующего аэрозоль (не показан), соответствующей активированной части нагревательного узла. Например, на Фиг. 6, если схема управления 104 активирует транзисторы Ta и T1, это приводит к протеканию электрического тока от положительного вывода источника 102 питания через коллектор транзистора Ta к эмиттеру транзистора T1 и обратно к отрицательному или заземляющему выводу источника 102 питания и приводит к нагреванию в области A нагревательного узла 106 (обозначен пунктирной рамкой на Фиг. 6). Таким образом, эта компоновка позволяет управлять количеством генерируемого аэрозоля. Каждый раз, когда пользователь делает затяжку, активируется новая часть нагревательного узла 106. Такая компоновка также обеспечивает возможность последовательной активации нескольких областей нагревательного узла для генерирования необходимого количества аэрозоля, например, путем активации транзистора Ta и транзистора T1 и затем активации транзистора Ta и T2 и т. д.
Фиг. 7A представляет собой схематическое изображение нагревательного узла 106 системы, генерирующей аэрозоль, согласно Фиг. 6. Нагревательный узел 106 содержит двумерный массив нагревательных элементов, содержащий множество первых нагревательных элементов 106a, проходящих в первом направлении, и множество вторых нагревательных элементов 106b, проходящих во втором направлении, причем указанное второе направление по существу ортогонально указанному первому направлению. Каждый нагревательный элемент 106a, 106b соединен со своим собственным транзистором (не показаны на Фиг. 7A, но обозначены номерами позиций Ta, Tb, Tc и т. д. и T1, T2, T3... Tn и т. д.). Транзисторы Ta, Tb, Tc, T1, T2, T3... Tn и т. д. управляют протеканием электрического тока через соответствующие им нагревательные элементы 106a, 106b.
Нагревательные элементы 106a, 106b покрыты субстратом, образующим аэрозоль, который не был показан на Фиг. 7A в целях ясности. Можно использовать любой подходящий субстрат, образующий аэрозоль, и примеры представлены выше в описании Фиг. 6.
Субстрат, образующий аэрозоль, разделен на блоки A1, A2, причем блоки определяют количество субстрата, образующего аэрозоль, которое может быть индивидуально нагрето парой транзисторов. Количество субстрата, образующего аэрозоль, в каждом блоке таково, что известно количество аэрозоля, генерируемого каждым блоком. Количество аэрозоля, генерируемое одним блоком, меньше количества аэрозоля, необходимого для одной затяжки или втягивания, и предпочтительно представляет собой долю количества аэрозоля, необходимого для одной затяжки или втягивания. Таким образом, система, генерирующая аэрозоль, последовательно или одновременно нагревает определенное количество блоков для обеспечения количества аэрозоля, выбранного для затяжки или втягивания, осуществляемых пользователем.
Например, если бы в варианте осуществления согласно Фиг. 7A необходимо было последовательно нагревать блоки субстрата, образующего аэрозоль, то система, генерирующая аэрозоль, могла бы сначала активировать транзисторы Ta и T1 для создания первой электрической цепи, которая нагревает блок A1. Затем она может активировать транзисторы Ta и T2 для создания второй электрической цепи, которая нагревает блок A2. Фактически она может нагреть все блоки субстрата, образующего аэрозоль, вдоль нагревательного элемента 106a, соединенного с транзистором Ta, путем активации транзистора Ta и последовательной активации транзисторов с T1 по Tn. Затем этот процесс можно повторить для всех блоков субстрата, образующего аэрозоль, вдоль нагревательного элемента 106a, соединенного с транзистором Tb, путем активации транзистора Tb и последовательной активации транзисторов с T1 по Tn и т. д.
На Фиг. 7B представлен увеличенный вид нижнего левого угла Фиг. 7A, на котором более подробно показаны блоки A1, A2 субстрата, образующего аэрозоль, которые могут быть индивидуально нагреты парой транзисторов. Блок A1 субстрата, образующего аэрозоль, соответствует активации транзисторов Ta и T1, а блок A2 субстрата, образующего аэрозоль, соответствует активации транзисторов Ta и T2.
Как видно на Фиг. 7B, во время последовательного нагревания блоков субстрата, образующего аэрозоль, некоторые участки нагревательного узла 106, которые уже были активированы, активируются снова при активации смежных областей. Например, область A1’, которая является частью блока A1, активируется при активации транзисторов Ta и T1 и активируется снова при активации транзисторов Ta и T2. Но во время активации транзисторов Ta и T1 в области A1’ уже истощен субстрат, образующий аэрозоль. Таким образом, действующая область блока A2 представляет собой область A2 за вычетом области A1’. Соответственно, действующая область блока A2 аналогична области блока A1. Соответственно, двумерный массив нагревательных элементов 106a, 106b обеспечивает разделение субстрата, образующего аэрозоль, на блоки приблизительно одинакового размера. Это упрощает масштабирование количества генерируемого аэрозоля. Например, если ситуация требует в два раза больше аэрозоля, чем генерируется с помощью одного блока, система, генерирующая аэрозоль, может просто нагреть два блока.
На Фиг. 8 показана система, генерирующая аэрозоль, которая содержит изделие 200, генерирующее аэрозоль, и устройство 300, генерирующее аэрозоль, для использования с изделием 200, генерирующем аэрозоль. Для ясности, изделие, генерирующее аэрозоль, изображено в более крупном масштабе, чем устройство, генерирующее аэрозоль.
Изделие 200, генерирующее аэрозоль содержит субстрат 204, образующий аэрозоль, и нагревательный узел 206, оба из которых удерживаются в подложке 208. Нагревательный узел 206 содержит двумерный массив нагревательных элементов 206a, 206b и выполнен таким же образом, как и нагревательные узлы на Фиг. 6 и 7A. То есть каждый нагревательный элемент 206a, 206b соединен с транзистором (не показан), который управляет протеканием электрического тока через соответствующий ему нагревательный элемент 206a, 206b. Изделие 200, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит множество электрических контактов 210, расположенных по его периферии для соединения с транзисторами и нагревательными элементами 206a, 206b. Электрические контакты 210 выполнены с возможностью соединения с соответствующими электрическими контактами 310 в устройстве 300, генерирующем аэрозоль.
В варианте осуществления согласно Фиг. 8 транзисторы (не показаны) расположены на или в подложке 208 изделия 200, генерирующего аэрозоль, между электрическими контактами 210 и нагревательными элементами 206a, 206b. Однако в других вариантах осуществления транзисторы могут быть частью устройства 300, например, транзисторы могут быть расположены между схемой 306 управления и электрическими контактами 310.
Устройство 300, генерирующее аэрозоль, содержит кожух 302, содержащий источник 304 питания, схему 306 управления и пространство 308 для размещения изделия 200, генерирующего аэрозоль. Как упомянуто выше, устройство 300, генерирующее аэрозоль, содержит электрические контакты 310 для соединения с соответствующими электрическими контактами 210 изделия 200, генерирующего аэрозоль. Электрические контакты 310 расположены по периферии выемки 308 и каждый соединен со схемой 306 управления. Для ясности на Фиг. 8 показаны соединения между схемой 306 управления и электрическими контактами 310 только для четырех электрических контактов 310.
Схема 306 управления управляет подачей электропитания на нагревательный узел 206 изделия 200, генерирующего аэрозоль. Схема 306 управления содержит модуль беспроводной связи (не показан) и запоминающее устройство (не показано). Модуль беспроводной связи позволяет передавать информацию, относящуюся к пользователю и типу изделия 200, генерирующего аэрозоль, в устройство 300, генерирующее аэрозоль. Эта информация будет включать, например, количество аэрозоля или компонентов аэрозоля, которые необходимо сгенерировать для конкретного пользователя, и тип субстрата, образующего аэрозоль, который нагревают. Затем эта информация сохраняется в запоминающем устройстве, и на основании этой информации схема 306 управления может определять, какая область нагревательного узла 206 изделия 200, генерирующего аэрозоль, подлежит активации. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит переключатель 316, который соединен со схемой управления и который управляется пользователем для активации нагревательного узла 206 изделия 200, генерирующего аэрозоль, при размещении изделия 200, генерирующего аэрозоль, в устройстве 300.
Устройство 300 дополнительно содержит впуск для воздуха (не показан), расположенный в кожухе 302 раньше по ходу потока относительно выемки 308 для размещения изделия 200, генерирующего аэрозоль, и выпуск 312 для воздуха, расположенный в мундштуке 314 дальше по ходу потока относительно выемки 308 для размещения изделия 2, генерирующего аэрозоль. Устройство 300 обеспечивает путь для потока воздуха между впуском для воздуха и выпуском 312 для воздуха, который проходит вдоль нагревательного узла 206 изделия 200, генерирующего аэрозоль, при размещении изделия 200, генерирующего аэрозоль, в устройстве 300.
При использовании пользователь помещает изделие 200, генерирующее аэрозоль, в устройство 300, генерирующее аэрозоль, и когда пользователь готов сделать затяжку из устройства 300, он подносит мундштук 314 к своим губам и нажимает переключатель 316. Это активирует выбранную область нагревательного узла 206 изделия 200, генерирующего аэрозоль, для нагрева части или определенного количества блоков субстрата 204, образующего аэрозоль, которые соответствуют требуемому количеству генерируемого аэрозоля. Затем пользователь втягивает аэрозоль в свой рот через выпуск 312 для воздуха.
На Фиг. 9 показана система, генерирующая аэрозоль, которая содержит изделие 400, генерирующее аэрозоль, и устройство 500, генерирующее аэрозоль, для использования с изделием 400, генерирующем аэрозоль. Для ясности, изделие, генерирующее аэрозоль, изображено в более крупном масштабе, чем устройство, генерирующее аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, показанная на Фиг. 9, отличается от системы, показанной на Фиг. 8, тем, что нагревательный узел 507 расположен не в изделии 400, генерирующем аэрозоль, а в устройстве 500. Однако в системе, генерирующей аэрозоль, показанной на Фиг. 9, используется тот же принцип работы, что и в системе, представленной на Фиг. 8.
Изделие 400, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат 404, образующий аэрозоль, который имеет форму таблетки и выполнен с возможностью размещения в выемке 508 соответствующей формы в устройстве 500, генерирующем аэрозоль. Может использоваться любой подходящий субстрат 204, образующий аэрозоль. Например, субстрат 404, образующий аэрозоль, может представлять собой твердую таблетку, содержащую литые табачные листья, или субстрат 404, образующий аэрозоль, может содержать полимерный или металлический пеноматериал, который пропитан жидкостью или гелем или комбинацией обоих, содержащими одну или более добавок, таких как вещества для образования аэрозоля, никотин и ароматизаторы.
Устройство 500, генерирующее аэрозоль, содержит кожух 502, содержащий источник 504 питания, схему 506 управления и выемку 508 для размещения изделия 400, генерирующего аэрозоль. Как указано выше, выемка 508 имеет форму, обеспечивающую возможность размещения изделия 400, генерирующего аэрозоль.
Нагревательный узел 507 расположен в основании выемки 508. Нагревательный узел 507 содержит двумерный массив нагревательных элементов 507a, 507b и выполнен таким же образом, как и нагревательные узлы на Фиг. 6, 7A и 9. То есть каждый нагревательный элемент 507a, 507b соединен с транзистором (не показан), который управляет протеканием электрического тока через соответствующий ему нагревательный элемент 507a, 507b. Каждый из транзисторов для нагревательных элементов 507a, 507b соединен со схемой 506 управления. Для ясности на Фиг. 9 опущены транзисторы и показаны только соединения между нагревательными элементами 507a, 507b и схемой 506 управления. Опять же в целях ясности показаны только четыре соединения.
Схема 506 управления управляет подачей электропитания на нагревательный узел 507. Схема 506 управления содержит модуль беспроводной связи (не показан) и запоминающее устройство (не показано). Модуль беспроводной связи позволяет передавать информацию, относящуюся к пользователю и типу изделия 400, генерирующего аэрозоль, в устройство 500, генерирующее аэрозоль. Эта информация будет включать, например, количество аэрозоля или компонентов аэрозоля, которые необходимо сгенерировать для конкретного пользователя, и тип субстрата, образующего аэрозоль, который нагревают. Затем эта информация сохраняется в запоминающем устройстве, и на основании этой информации схема 506 управления может определять, какая область нагревательного узла 507 подлежит активации. Устройство, генерирующее аэрозоль, также содержит переключатель 516, который соединен со схемой управления и который управляется пользователем для активации нагревательного узла 507 при размещении изделия 400, генерирующего аэрозоль, в устройстве 500.
Устройство 500 дополнительно содержит впуск для воздуха (не показан), расположенный в кожухе 502 раньше по ходу потока относительно выемки 508 для размещения изделия 400, генерирующего аэрозоль, и выпуск 512 для воздуха, расположенный в мундштуке 514 дальше по ходу потока относительно выемки 508 для размещения изделия 400, генерирующего аэрозоль. Устройство 500 обеспечивает путь для потока воздуха между впуском для воздуха и выпуском 512 для воздуха, который проходит вдоль изделия 400, генерирующего аэрозоль, при размещении изделия 400, генерирующего аэрозоль, в устройстве 500.
При использовании пользователь помещает изделие 400, генерирующее аэрозоль, в устройство 500, генерирующее аэрозоль, и когда пользователь готов сделать затяжку из устройства 500, он подносит мундштук 514 к своим губам и нажимает переключатель 316. Это активирует выбранную область нагревательного узла 507 для нагрева части или определенного количества блоков субстрата 404, образующего аэрозоль, изделия 400, генерирующего аэрозоль, которые соответствуют требуемому количеству генерируемого аэрозоля. Затем пользователь втягивает аэрозоль в свой рот через выпуск 512 для воздуха.
Группа изобретений относится к изделию и системе, генерирующим аэрозоль, а также устройству для использования с изделием, генерирующим аэрозоль. Изделие (2), генерирующее аэрозоль, содержит субстрат (4), образующий аэрозоль, и нагревательный узел (6), выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный узел (6) содержит массив нагревательных элементов (6a, 6b), при этом каждый из некоторого множества нагревательных элементов (6a, 6b) указанного массива содержит по меньшей мере один прерыватель (8) цепи. Каждый из прерывателей (8) цепи может быть выполнен с возможностью индивидуальной активации для выборочной деактивации некоторой области (A) нагревательного узла (6) до нагревания таким образом, что при нагревании изделие (2), генерирующее аэрозоль, избирательно нагревает часть субстрата (4), образующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла (6). Обеспечивается возможность выборочной регулировки площади узла нагревателя, используемого для нагрева. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.
1. Изделие, генерирующее аэрозоль и содержащее:
субстрат, образующий аэрозоль; и
нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательный узел содержит массив нагревательных элементов;
причем каждый из множества нагревательных элементов массива содержит по меньшей мере один прерыватель цепи;
при этом каждый из прерывателей цепи выполнен с возможностью индивидуальной активации для выборочной деактивации области нагревательного узла до нагревания таким образом, что при нагревании изделие, генерирующее аэрозоль, избирательно нагревает часть субстрата, образующего аэрозоль, соответствующую недеактивированной части нагревательного узла.
2. Изделие, генерирующее аэрозоль, по п. 1, в котором каждый из прерывателей цепи содержит плавкий участок, который выполнен с возможностью плавления при заданной температуре с нарушением целостности нагревательного элемента.
3. Изделие, генерирующее аэрозоль, по п. 2, в котором плавкий участок содержит металлические наночастицы, выполненные с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса для повышения температуры плавкого участка до заданной температуры.
4. Изделие, генерирующее аэрозоль, по п. 2 или 3, в котором по меньшей мере часть плавких участков выполнена таким образом, чтобы окружать заданную область нагревательного узла, подлежащую деактивации.
5. Изделие, генерирующее аэрозоль, по п. 3 или 4, дополнительно содержащее маску, выполненную таким образом, что она покрывает нагревательный узел, причем маска содержит рисунок из отверстий или прозрачных участков таким образом, что при воздействии источника света активируются только плавкие участки в положениях, соответствующих положениям отверстий или прозрачных участков в маске.
6. Изделие, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-5, в котором субстрат, образующий аэрозоль, проходит через нагревательный узел и разделен на блоки, причем каждый блок соответствует активируемой области нагревательного узла.
7. Устройство для использования с изделием, генерирующим аэрозоль, по любому из пп. 1-6, причем устройство выполнено с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль, и содержит:
схему управления; и
активирующее устройство для активации одного или более прерывателей цепи;
при этом схема управления выполнена с возможностью управления активирующим устройством для активации одного или более прерывателей цепи при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве таким образом, что выбранная область нагревательного узла деактивируется до нагревания.
8. Устройство по п. 7, в котором активирующее устройство представляет собой источник света, при этом схема управления выполнена с возможностью управления источником света для воздействия светом на один или более плавких участков при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, по любому из пп. 3-5 в устройстве таким образом, что в плавких участках генерируется тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса для повышения температуры плавкого участка до заданной температуры, при которой плавкий участок плавится с нарушением целостности нагревательного элемента.
9. Устройство по п. 7 или 8, представляющее собой устройство, генерирующее аэрозоль и дополнительно содержащее источник питания, причем схема управления выполнена с возможностью управления подачей питания от источника питания на нагревательный узел при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве для избирательного нагревания части субстрата, образующего аэрозоль, соответствующей недеактивированной части нагревательного узла.
10. Система, генерирующая аэрозоль и содержащая:
субстрат, образующий аэрозоль; и
нагревательный узел, выполненный с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательный узел содержит массив нагревательных элементов;
причем система дополнительно содержит:
источник питания;
электронный переключатель для каждого нагревательного элемента, причем каждый электронный переключатель соединен с соответствующим ему нагревательным элементом и источником питания для управления протеканием электрического тока через соответствующий нагревательный элемент; и
схему управления;
при этом схема управления выполнена с возможностью управления подачей электрического тока от источника питания на нагревательный узел посредством управления активацией каждого из электронных переключателей индивидуально таким образом, что область нагревательного узла выполнена с возможностью ее избирательной активации в ходе нагревания для нагревания части субстрата, образующего аэрозоль, соответствующей активированной части нагревательного узла;
причем массив нагревательных элементов содержит двумерный массив нагревательных элементов, включающий в себя множество первых нагревательных элементов, проходящих в первом направлении, и множество вторых нагревательных элементов, проходящих во втором направлении, при этом второе направление является поперечным по отношению к первому направлению таким образом, что множество вторых нагревательных элементов пересекает множество первых нагревательных элементов, причем первые и вторые нагревательные элементы электрически соединены в точках их пересечений;
при этом область нагревательного узла избирательно активируется посредством активации одного из электронных переключателей, соединенных с первым нагревательным элементом, в комбинации с одним из электронных переключателей, соединенных со вторым нагревательным элементом.
11. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 10, в которой субстрат, образующий аэрозоль, нагревательный узел и электронные переключатели образуют часть изделия, генерирующего аэрозоль;
причем источник питания и схема управления образуют часть устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль;
при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит электрический контакт для каждого из электронных переключателей, причем каждый электрический контакт выполнен с возможностью электрического соединения с соответствующим ему электронным переключателем при размещении изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль.
12. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 10 или 11, в которой субстрат, образующий аэрозоль, образует по меньшей мере часть изделия, генерирующего аэрозоль, при этом нагревательный узел, электронные переключатели, источник питания и схема управления образуют часть устройства, генерирующего аэрозоль, выполненного с возможностью размещения изделия, генерирующего аэрозоль.
13. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 10-12, в которой каждый электронный переключатель содержит транзистор.
14. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 10-13, в которой субстрат, образующий аэрозоль, проходит через нагревательный узел и разделен на блоки, причем каждый блок соответствует активируемой области нагревательного узла.
| Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
| US 5666978 A, 16.09.1997 | |||
| CN 208259013 U, 21.12.2018 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА И ИЗДЕЛИЕ С КУРИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ | 2015 |
|
RU2656195C2 |
