ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, более конкретно, к устройствам доставки аэрозоля, в которых может использоваться электрически вырабатываемое тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может включать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом указанный предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На протяжении многих лет было предложено множество курительных изделий в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, основанным на сжигании табака. Некоторые типичные альтернативы включают устройства, в которых твердое или жидкое топливо сжигают для передачи тепла табаку или в которых для обеспечения такого источника нагрева используют химическую реакцию. Дополнительные типичные альтернативы используют электрическую энергию для нагрева табака и/или других материалов генерирующих аэрозоль подложек, таких как описаны в патенте США №9,078,473 под авторством Worm и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
Смысл усовершенствований или альтернатив курительным изделиям обычно заключался в обеспечении ощущений, связанных с курением сигарет, сигар или курительных трубок, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электрическую энергию для испарения или нагревания летучего материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сжигания табака. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и источники для вырабатывания тепла, изложенные в уровне техники, как описано в патенте США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и в публикациях заявок на патент США №2013/0255702 под авторством Griffith Jr. и др. и №2014/0096781 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и источников для вырабатывания тепла с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством товарного знака и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0220232 под авторством Bless и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и источников для вырабатывания тепла с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством товарного знака и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0245659 под авторством DePiano и др., которая также включена в настоящий документ посредством ссылки. Другие характерные сигареты или курительные изделия, которые были описаны и, в некоторых случаях, стали доступны в продаже, включают такие, которые описаны в патенте США №4,735,217 под авторством Gerth и др.; патентах США №4,922,901, №4,947,874 и №4,947,875 под авторством Brooks и др.; патенте США №5,060,671 под авторством Counts и др.; патенте США №5,249,586 под авторством Morgan и др.; патенте США №5,388,594 под авторством Counts и др.; патенте США №5,666,977 под авторством Higgins и др.; патенте США №6,053,176 под авторством Adams и др.; патенте США №6,164,287 под авторством White; патенте США №6,196,218 под авторством Voges; патенте США №6,810,883 под авторством Felter и др.; патенте США №6,854,461 под авторством Nichols; патенте США №7,832,410 под авторством Hon; патенте США №7,513,253 под авторством Kobayashi; патенте США №7,726,320 под авторством Robinson и др.; патенте США №7,896,006 под авторством Hamano; патенте США №6,772,756 под авторством Shayan; публикации патента США №2009/0095311 под авторством Hon; публикациях патентов США №2006/0196518, 2009/0126745 и 2009/0188490 под авторством Hon; в публикации патента США №2009/0272379 под авторством Thorens и др.; в публикациях патентов США №2009/0260641 и 2009/0260642 под авторством Monsees и др.; в публикациях патентов США №2008/0149118 и 2010/0024834 под авторством Oglesby и др.; в публикации патента США №2010/0307518 под авторством Wang и в WO 2010/091593 под авторством Hon, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Репрезентативные продукты, которые сходны по многим атрибутам с сигаретами, сигарами или курительными трубками традиционных типов, являются доступными на рынке как ACCORD®, производимые компанией Philip Morris Incorporated; ALPHA™, JOYE 510™ и M4™, производимые компанией InnoVapor LLC; CIRRUS™ и FLING™, производимые компанией White Cloud Cigarettes; BLU™, производимые компанией Fontem Ventures B.V.; COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ и SENSE™, производимые компанией EPUFFER® International Inc.; DUOPRO™, STORM™ и VAPORKING®, производимые компанией Electronic Cigarettes, Inc.; EGAR™, производимые компанией Egar Australia; eGo-C™ и eGo-T™, производимые компанией Joyetech; ELUSION™, производимые компанией Elusion UK Ltd; EONSMOKE®, производимые компанией Eonsmoke LLC; FIN™TM, производимые компанией FIN Branding Group, LLC; SMOKE®, производимые компанией Green Smoke Inc.USA; GREENARETTE™, производимые компанией Greenarette LLC; HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ и PITBULL™, производимые компанией Smoke Stik®; HEATBAR™, производимые компанией Philip Morris International, Inc.; HYDRO IMPERIAL™ и LXE™, производимые компанией Crown7; LOGIC™ и THE CUBAN™, производимые компанией LOGIC Technology; LUCI®, производимые компанией Luciano Smokes Inc.; METRO®, производимые компанией Nicotek, LLC; NJOY® и ONEJOY™, производимые компанией Sottera, Inc.; NO.7™, производимые компанией SS Choice LLC; PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™, производимые компанией PremiumEstore LLC; RAPP E-MYSTICK™, производимые компанией Ruyan America, Inc.; RED DRAGON™, производимые компанией Red Dragon Products, LLC; RUYAN®, производимые компанией Ruyan Group (Holdings) Ltd.; SF®, производимые компанией Smoker Friendly International, LLC; GREEN SMART SMOKER®, производимые компанией The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.; SMOKE ASSIST®, производимые компанией Coastline Products LLC; SMOKING EVERYWHERE®, производимые компанией Smoking Everywhere, Inc.; V2CIGS™, производимые компанией VMR Products LLC; VAPOR NINE™, производимые компанией VaporNine LLC; VAPOR4LIFE®, производимые компанией Vapor 4 Life, Inc.; VEPPO™, производимые компанией E-CigaretteDirect, LLC; VUSE®, производимые компанией R. J. Reynolds Vapor Company; MISTIC MENTHOL product, производимые компанией Mistic Ecigs; the VYPE product, производимые компанией CN Creative Ltd; IQOS™, производимые компанией Philip Morris International; GLO™, производимые компанией British American Tobacco; MARK TEN products, производимые компанией Nu Mark LLC; и the JUUL product, производимые компанией Juul Labs, Inc. Другие электрические устройства доставки аэрозоля, и, в частности, устройства, которые были охарактеризованы как так называемые электронные сигареты, продавали под торговыми наименованиями COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP® и SOUTH BEACH SMOKE™.
Однако предпочтительным является обеспечение устройств доставки аэрозоля с усовершенствованным электронным оборудованием, например, таким, которое может повысить удобство использования устройств.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, выполненным с возможностью выработки аэрозоля и которые, в некоторых вариантах реализации, могут быть названы электронными сигаретами или сигаретами с нагревом, но без горения. Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие примеры реализаций.
Пример реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее: источник питания, выполненный с возможностью обеспечения напряжения; нагревательный элемент, выполненный с возможностью запитывания для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем нагревательный элемент имеет сопротивление, которое является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента;
переключатель питания, подключенный к источнику питания и нагревательному элементу и между ними; схему обработки, подключенную к переключателю питания и выполненную с возможностью вывода сигнала в течение периода времени нагрева, чтобы вызвать с помощью переключателя питания переключаемое подключение напряжения, обеспечиваемого источником питания, и отключение от него для питания нагревательного элемента, и с возможностью измерения входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе, которое равно напряжению, обеспечиваемому источником питания, или пропорционально ему; и токочувствительную схему нижнего плеча, подключенную к нагревательному элементу и схеме обработки и между ними, при этом токочувствительная схема нижнего плеча выполнена с возможностью вырабатывания выходного напряжения, которое равно выходному напряжению нагревателя на нагревательном элементе или пропорционально ему, причем схема обработки также выполнена с возможностью измерения выходного напряжения, определения сопротивления нагревательного элемента по входному напряжению нагревателя и выходному напряжению, определения температуры нагревательного элемента по сопротивлению и регулирования сигнала при отклонении температуры от заданного установленного значения.
Пример реализации 2: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором источник питания включает в себя одну или более батарей или элементов батарей.
Пример реализации 3: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором схема обработки выполнена с возможностью вывода сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и регулирования рабочего цикла сигнала ШИМ.
Пример реализации 4: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором нагревательный элемент выполнен из элемента, включающего в себя платину (Pt), титан (Ti), медь (Cu), никель (Ni) или по меньшей мере один их сплав.
Пример реализации 5: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором композиция предшественника аэрозоля содержит одно или более из следующего: жидкость, твердое или полутвердое вещество.
Пример реализации 6: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе равно напряжению, обеспечиваемому источником питания.
Пример реализации 7: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, дополнительно содержащее импульсный регулятор, включающий в себя переключатель питания. Импульсный регулятор выполнен с возможностью понижения напряжения, обеспечиваемого источником питания, до входного напряжения нагревателя, которое, таким образом, пропорционально напряжению, обеспечиваемому источником питания.
Пример реализации 8: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя шунтирующий резистор, соединенный с выходом нагревательного элемента и землей и между ними. Выходное напряжение, вырабатываемое токочувствительной схемой нижнего плеча, равно выходному напряжению нагревателя, а выходное напряжение нагревателя равно входному напряжению резистора на шунтирующем резисторе, причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по значению сопротивления шунтирующего резистора.
Пример реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя схему неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор, оба из которых соединены с выходом нагревательного элемента, причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по коэффициенту усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя и значению сопротивления шунтирующего резистора.
Пример реализации 10: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором значение сопротивления шунтирующего резистора является обратной величиной коэффициента усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя.
Пример реализации 11: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором токочувствительная схема нижнего плеча дополнительно включает в себя два развязывающих конденсатора, соединенных с неинвертирующим операционным усилителем и выполненных с возможностью подавления коэффициента усиления шумов неинвертирующего операционного усилителя.
Пример реализации 12: Управляющий корпус для устройства доставки аэрозоля, содержащий: источник питания, выполненный с возможностью обеспечения напряжения; нагревательный элемент или выводы, выполненные с возможностью соединения нагревательного элемента с управляющим корпусом, причем нагревательный элемент выполнен с возможностью запитывания для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и имеет сопротивление, которое является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента; переключатель питания, подключенный к источнику питания и нагревательному элементу и между ними; схему обработки, подключенную к переключателю питания и выполненную с возможностью вывода сигнала в течение периода времени нагрева, чтобы вызвать с помощью переключателя питания переключаемое подключение напряжения, обеспечиваемого источником питания, и отключение от него для питания нагревательного элемента, и с возможностью измерения входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе, которое равно напряжению, обеспечиваемому источником питания, или пропорционально ему; и токочувствительную схему нижнего плеча, подключенную к нагревательному элементу и схеме обработки и между ними, при этом токочувствительная схема нижнего плеча выполнена с возможностью вырабатывания выходного напряжения, которое равно выходному напряжению нагревателя на нагревательном элементе или пропорционально ему, причем схема обработки также выполнена с возможностью измерения выходного напряжения, определения сопротивления нагревательного элемента по входному напряжению нагревателя и выходному напряжению, определения температуры нагревательного элемента по сопротивлению и регулирования сигнала при отклонении температуры от заданного установленного значения.
Пример реализации 13: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором источник питания включает в себя одну или более батарей или элементов батарей.
Пример реализации 14: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором схема обработки выполнена с возможностью вывода сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и регулирования рабочего цикла сигнала ШИМ.
Пример реализации 15: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором нагревательный элемент выполнен из элемента, включающего в себя платину (Pt), титан (Ti), медь (Cu), никель (Ni) или по меньшей мере один их сплав.
Пример реализации 16: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором композиция предшественника аэрозоля содержит одно или более из следующего: жидкость, твердое или полутвердое вещество.
Пример реализации 17: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе равно напряжению, обеспечиваемому источником питания.
Пример реализации 18: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, дополнительно содержащий импульсный регулятор, включающий в себя переключатель питания. Импульсный регулятор выполнен с возможностью понижения напряжения, обеспечиваемого источником питания, до входного напряжения нагревателя, которое, таким образом, пропорционально напряжению, обеспечиваемому источником питания.
Пример реализации 19: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя шунтирующий резистор, соединенный с выходом нагревательного элемента и землей и между ними. Выходное напряжение, вырабатываемое токочувствительной схемой нижнего плеча, равно выходному напряжению нагревателя, а выходное напряжение нагревателя равно входному напряжению резистора на шунтирующем резисторе, причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по значению сопротивления шунтирующего резистора.
Пример реализации 20: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя схему неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор, оба из которых соединены с выходом нагревательного элемента, причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по коэффициенту усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя и значению сопротивления шунтирующего резистора.
Пример реализации 21: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором значение сопротивления шунтирующего резистора является обратной величиной коэффициента усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя.
Пример реализации 22: Управляющий корпус по любому предшествующему примеру реализации или любой комбинации любых предшествующих примеров реализации, в котором токочувствительная схема нижнего плеча дополнительно включает в себя два развязывающих конденсатора, соединенных с неинвертирующим операционным усилителем и выполненных с возможностью подавления коэффициента усиления шумов неинвертирующего операционного усилителя.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Раскрытие настоящего изобретения включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, раскрытых в данном изобретении, независимо от того, намеренно ли такие признаки или элементы объединены или иным образом изложены в конкретном варианте реализации, описанном в настоящем документе. Данное изобретение предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любых его аспектах и примерах реализаций должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
Таким образом, следует понимать, что данное раскрытие сущности изобретения приведено только для целей резюмирования некоторых примеров реализаций так, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов изобретения. Соответственно, следует понимать, что описанные выше примеры реализаций являются только примерами и не должны истолковываться как каким-либо образом сужающие объем или сущность изобретения. Другие примеры реализаций, аспекты и преимущества будут очевидными из приведенного ниже подробного описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами, на которых показаны, в качестве примера, принципы некоторых описанных примеров реализаций.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Таким образом, после описания аспектов данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:
на ФИГ. 1 показан вид в перспективе устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, которые соединены друг с другом согласно примеру реализации настоящего изобретения;
на ФИГ. 2 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля по ФИГ. 1, в котором картридж и управляющий корпус отсоединены друг от друга согласно примеру реализации;
на ФИГ. 3 и 4 показан вид в перспективе устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и элемент в виде источника аэрозоля, которые соответственно соединены друг с другом и отсоединены друг от друга, согласно другому примеру реализации настоящего изобретения;
на ФИГ. 5 и 6 показаны соответственно вид спереди и вид в разрезе устройства доставки аэрозоля по ФИГ. 3 и 4 согласно примеру реализации; и
на ФИГ. 7 показана электрическая схема устройства доставки аэрозоля согласно различным примерам реализаций раскрытия настоящего изобретения; и
на ФИГ. 8 и 9 показаны электрические схемы компонентов устройства доставки аэрозоля согласно примерам реализаций.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на примеры его реализаций. Эти примеры реализаций описаны таким образом, что данное раскрытие является исчерпывающим и полным, и полностью передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведенными в настоящем документе; напротив, эти варианты реализации приведены для того, чтобы данное изобретение соответствовало применимым законодательным требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное. Кроме того, хотя в настоящем документе может быть сделана ссылка на количественные показатели, значения, геометрические соотношения или тому подобное, если не указано иное, любой один или более, если не все из них, могут быть абсолютными или приблизительными для учета приемлемых изменений, которые могут иметь место, например, из-за технических допусков или тому подобного.
Как описано ниже, примеры реализаций раскрытия настоящего изобретения относятся к устройствам доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, наиболее предпочтительно, являющихся достаточно компактными для того, чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных устройств доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает главным образом из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, но скорее, использование указанных предпочтительных систем приводит к образованию паров, образующихся в процессе выпаривания или испарения определенных компонентов, включенных в них. В некоторых примерах реализаций компоненты устройств доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, и указанные электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и, таким образом, доставляют компоненты, полученные из табака, в виде аэрозоля.
Генерирующие аэрозоль компоненты определенных предпочтительных устройств доставки аэрозоля могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или курительной трубки, которые обусловлены поджиганием и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь устройства доставки аэрозоля в соответствии с некоторыми примерами реализаций раскрытия настоящего изобретения может держать и использовать этот компонент подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного компонента для вдыхания аэрозоля, образованного этим компонентом, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
Хотя системы в целом описаны в настоящем документе в условиях вариантов реализаций, связанных с устройствами доставки аэрозоля, такими как так называемые «электронные сигареты», «нагревающие табак продукты» и тому подобное, следует понимать, что механизмы, компоненты, признаки и способы могут быть осуществлены во множестве различных форм и связаны с различными изделиями. Например, приведенное в настоящем документе описание может быть использовано совместно с вариантами реализаций традиционных курительных изделий (например, сигареты, сигары, трубки и т.п.), сигаретами с нагревом, но без горения, и связано с упаковкой для любых продуктов, раскрытых в настоящем документе. Соответственно, следует понимать, что описание механизмов, компонентов, признаков и способов, раскрытых в настоящем документе, приведены в условиях вариантов реализаций, относящихся к устройствам доставки аэрозоля только в качестве примера, и могут быть реализованы и использованы в различных других продуктах и способах.
Предложенные устройства доставки аэрозоля также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы, вдыхаемые вещества могут находиться в виде аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму».
При использовании, предложенные устройства доставки аэрозоля могут быть использованы в различных физических действиях человека, использующего курительное изделие традиционного типа (например, сигарету, сигару или трубку, которую употребляют путем зажигания и вдыхания табака). Например, пользователь устройства доставки аэрозоля по настоящему изобретению может держать это изделие, как курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного изделия для вдыхания аэрозоля, образованного этим изделием, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения в целом содержат ряд компонентов, расположенных внутри внешнего кожуха, который может именоваться корпусом или оболочкой. Общая конструкция кожуха может варьироваться, и конфигурация или формат кожуха, которые могут задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также могут варьироваться. Как правило, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха, или продолговатый кожух может быть образован из двух или более отделяемых корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать продолговатый кожух, который может по существу иметь трубчатую форму и, таким образом, напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, содержащий один или более многоразовых компонентов (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемая батарея, перезаряжаемый суперконденсатор, твердотельная батарея, тонкопленочная твердотельная батарея, литий-ионный или гибридный литий-ионный суперконденсатор, и различное электронное оборудование для управления работой этого изделия), а на другом конце присоединяемый к нему с возможностью съема внешний корпус или оболочку, содержащие одноразовую часть (например, одноразовый картридж, содержащий ароматизатор). Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов, расположенных внутри блоков типа единого кожуха или внутри блока типа кожуха, выполненного с возможностью разъединения и состоящего из множества частей, будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, конфигурация различных устройств доставки аэрозоля и компоновка компонентов могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля. Следует понимать, что также могут быть использованы альтернативные нетрубчатые форм-факторы кожуха, в том числе, например, кожухи устройств, имеющие форму и размер, обычно приближающиеся к пачке сигарет, и форм-факторы, такие как используемые в GLO™, производимые компанией British American Tobacco, и IQOS™, производимые компанией Philip Morris International, Inc.
Как будет более подробно описано ниже, устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения содержат некоторую комбинацию источника питания (например, источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и прекращения подачи питания для выработки тепла, например, посредством управления протеканием электрического тока от источника питания к другим компонентам устройства доставки аэрозоля), нагревательного элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, и/или индуктивной катушки или других соответствующих компонентов и/или одного или более радиационных нагревательных элементов) и композиции предшественника аэрозоля (например, твердого табачного материала, полутвердого табачного материала или жидкой композиции предшественника аэрозоля), способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, и области мундштучного конца или кончика для обеспечения возможности осуществлять затяжку через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие, так что вырабатываемый аэрозоль может быть выведен из него после осуществления затяжки). В некоторых вариантах реализации источник питания включает в себя одну или более батарей или элементов батарей.
В предложенном устройстве доставки аэрозоля выравнивание компонентов может быть различным. В конкретных вариантах реализаций композиция предшественника аэрозоля может быть расположена возле конца устройства доставки аэрозоля, которое может быть выполнено с возможностью расположения ближе ко рту пользователя, чтобы увеличить доставку аэрозоля к пользователю. Однако не исключены и другие конфигурации. В целом нагревательный элемент может быть расположен достаточно близко к композиции предшественника аэрозоля так, что тепло от нагревательного элемента может испарять предшественник аэрозоля (а также один или более ароматизаторов, медикаментов и т.п., которые также могут быть обеспечены для доставки пользователю) и образовывать аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагревательный элемент нагревает композицию предшественника аэрозоля, аэрозоль формируется, высвобождается или генерируется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как «высвобождать», «высвобождение», «высвобождает» или «высвобожденный», включают в себя формы, такие как «формировать» или «генерировать», «формирование» или «генерирование», «формирует» или «генерирует» и «сформированный» или «сгенерированный». В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в форме пара или аэрозоля или их смеси, причем такие условия также использованы как взаимозаменяемые в настоящем документе, если не указано иное.
Как указано выше, устройство доставки аэрозоля может содержать батарею, твердотельную батарею или другой источник питания для обеспечения протекания электрического тока, достаточного для обеспечения различных функций устройства доставки аэрозоля, таких как питание нагревательного элемента, питание систем управления, питание индикаторов и тому подобное. Источник питания может иметь различные варианты реализации. Предпочтительно источник питания выполнен с возможностью подачи достаточной энергии для быстрой активации нагревательного элемента для обеспечения формирования аэрозоля и снабжения энергией устройства доставки аэрозоля для его использования в течение необходимого периода времени. Источник питания предпочтительно имеет размер, пригодный для удобного размещения в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что устройством доставки аэрозоля можно удобно пользоваться. Кроме того, предпочтительный источник питания выполнен достаточно легким и не препятствует желаемому процессу курения.
Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в устройстве доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор различных компонентов устройств доставки аэрозоля может быть понятен при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля. Далее, расположение компонентов внутри устройства доставки аэрозоля можно также оценить при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля.
Как описано ниже, настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля. Устройства доставки аэрозоля могут быть выполнены с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля (иногда называемой средством в виде пригодного для вдыхания вещества) с получением аэрозоля (пригодного для вдыхания вещества). Композиция предшественника аэрозоля может содержать одно или более из следующего: твердый табачный материал, полутвердый табачный материал или жидкая композиция предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут быть выполнены с возможностью нагрева и получения аэрозоля из текучей композиции предшественника аэрозоля (например, жидкой композиции предшественника аэрозоля). Такое устройство доставки аэрозоля может представлять собой так называемые электронные сигареты. В других вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут содержать устройства с нагревом, но без горения.
Жидкая композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара или «электронной жидкостью», может содержать различные компоненты, включая, к примеру, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. В некоторых примерах композиция предшественника аэрозоля содержит глицерин и никотин.
Некоторые жидкие композиции предшественника аэрозоля, которые могут быть использованы в сочетании с различными вариантами реализации, могут включать одну или более кислот, таких как левулиновая кислота, янтарная кислота, молочная кислота, пировиноградная кислота, бензойная кислота, фумаровая кислота, их комбинации и тому подобное. Включение кислоты (кислот) в жидкие композиции предшественника аэрозоля, включающие никотин, может обеспечить получение протонированной жидкой композиции предшественника аэрозоля, включающей никотин в форме соли. Характерные типы компонентов и составов жидкого предшественника аэрозоля известны и охарактеризованы в патенте США №7,726,320 под авторством Robinson и др., в патенте США №9,254,002 под авторством Chong и др. и в публикациях заявок на патент США №2013/0008457 под авторством Zheng и др.; №2015/0020823 под авторством Lipowicz и др. и №2015/0020830 под авторством Koller, а также публикации заявки на патент РСТ WO 2014/182736 под авторством Bowen и др. и патенте США №8,881,737 под авторством Collett и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в любой из ряда характерных продуктов, указанных выше. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC. Еще одни дополнительные примеры композиций предшественника аэрозоля продаются под товарными знаками BLACK NOTE, COSMIC FOG, THE MILKMAN E-LIQUID, FIVE PAWNS, THE VAPOR CHEF, VAPE WILD, BOOSTED, THE STEAM FACTORY, MECH SAUCE, CASEY JONES MAINLINE RESERVE, MITTEN VAPORS, DR. CRIMMY’S V-LIQUID, SMILEY E LIQUID, BEANTOWN VAPOR, CUTTWOOD, CYCLOPS VAPOR, SICBOY, GOOD LIFE VAPOR, TELEOS, PINUP VAPORS, SPACE JAM, MT. BAKER VAPOR и JIMMY THE JUICE MAN. С предшественником аэрозоля могут использоваться варианты реализации шипучих материалов, описанные, в качестве примера, в публикации заявки на патент США №2012/0055494 под авторством Hunt и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, использование шипучих материалов описано, например, в патентах США №4,639,368 под авторством Niazi и др., №5,178,878 под авторством Wehling и др., №5,223,264 под авторством Wehling и др., №6,974,590 под авторством Pather и др., №7,381,667 под авторством Bergquist и др., №8,424,541 под авторством Crawford и др., №8,627,828 под авторством Strickland и др., и №9,307,787 под авторством Sun и др., а также в публикации заявки на патент США №2010/0018539 под авторством Brinkley и др. и в публикации заявки на патент PCT № WO 97/06786 под авторством Johnson и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Характерные типы подложек, резервуаров или других компонентов для поддержки предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8,528,569 под авторством Newton, в публикации заявки на патент США №2014/0261487 под авторством Chapman и др., в публикации заявки на патент США №2015/0059780 под авторством Davis и др., и в публикации заявки на патент США №2015/0216232 под авторством Bless и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные впитывающие материалы, а также конструкция и работа данных впитывающих материалов в определенных типах электронных сигарет приведены в патенте США №8,910,640 под авторством Sears и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
В других вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут содержать устройства с нагревом, но без горения, выполненные с возможностью нагрева твердой композиции предшественника аэрозоля (например, экструдированного табачного стержня) или полутвердой композиции предшественника аэрозоля (например, несущей глицерин табачной пасты). Композиция предшественника аэрозоля может содержать табаксодержащие шарики, табачные куски, табачные полосы, восстановленный табачный материал или их комбинации и/или смесь мелкоизмельченного табака, табачного экстракта, высушенного распылением экстракта или другой формы табака, смешанной с необязательными неорганичесими материалами (такими как карбонат кальция), необязательными ароматизаторами и материалами, образующими аэрозоль с образованием по существу твердой или формуемой (например, экструдированной) подложки. Характерные типы и составы твердых и полутвердых композиций предшественника аэрозоля раскрыты в патенте США №8,424,538 под авторством Thomas и др., в патенте США №8,464,726 под авторством Sebastian и др., в публикации заявки на патент США №2015/0083150 под авторством Conner и др., в публикации заявки на патент США №2015/0157052 под авторством Ademe и др., и в публикации заявки на патент США №2017/0000188 под авторством Nordskog и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительные характерные типы твердых и полутвердых композиций предшественника аэрозоля и компоновок включают те, которые найдены в расходуемых элементах NEOSTIKS™ в виде источника аэрозоля для продукта GLO™, производимого компанией British American Tobacco, и в расходуемых элементах HEETS™ в виде источника аэрозоля для продукта IQOS™, производимого компанией Philip Morris International, Inc.
В различных вариантах реализации пригодное для вдыхания вещество, в частности, может представлять собой табачный компонент или полученный из табака материал (т.е. материал, который в природных условиях присутствует в табаке и который может быть непосредственно выделен из табака или получен синтетически). Например, композиция предшественника аэрозоля может содержать табачный экстракт или его фракции, объединенные с инертной подложкой. Композиция предшественника аэрозоля может также содержать негорелый табак или состав, содержащий негорелый табак, который при нагреве до температуры ниже температуры его сгорания высвобождает пригодное для вдыхания вещество. В некоторых вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может содержать табачные конденсаты или их фракции (т.е. конденсированные компоненты дыма, вырабатываемого в результате сгорания табака, выпускающие ароматизаторы и, возможно, никотин).
Табачные материалы, используемые в настоящем изобретении, могут варьироваться и могут содержать, например, табак трубоогневой сушки, табак Берлей, табак восточной группы или мэрилендский табак, темный табак, темный табак огневой сушки и махорку, а также другие редкие или специальные табаки или их смеси. Табачные материалы также могут включать в себя так называемые «смешанные» формы и обработанные формы, такие как обработанные табачные стебли (например, нарезанные скрученные или нарезанные воздушные стебли), увеличенный в объеме табак (например, воздушный табак, такой как взорванный табак (dry ice expanded tobacco, DIET), предпочтительно в форме нарезанного наполнителя), восстановленные табаки (например, восстановленные табаки, произведенные с использованием процессов производства бумаги или литых листов). Различные репрезентативные типы табака, переработанные типы табаков и типы табачных смесей приведены в патенте США №4,836,224 под авторством Lawson и др.; в патенте США №4,924,888 под авторством Perfetti и др.; в патенте США №5,056,537 под авторством Brown и др.; в патенте США №5,159,942 под авторством Brinkley и др.; в патенте США №5,220,930 под авторством Gentry; в патенте США №5,360,023 под авторством Blakley и др.; в патенте США №6,701,936 под авторством Shafer и др.; в патенте США №7,011,096 под авторством Li и др.; в патенте США №7,017,585 под авторством Li и др.; в патенте США №7,025,066 под авторством Lawson и др.; в публикации заявки на патент США №2004/0255965 под авторством Perfetti и др.; в публикации заявки на патент РСТ WO 02/37990 под авторством Bereman и Bombick и др., Fund. Appl. Toxicol., 39, стр. 11-17, которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительные примеры табачных композиций, которые могут использоваться в курительном устройстве, в том числе в соответствии с настоящим изобретением, раскрыты в патенте США №7,726,320 под авторством Robinson и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
Кроме того, композиция предшественника аэрозоля может содержать инертную подложку, имеющую пригодное для вдыхания вещество или его предшественник, встроенные в него или иным образом нанесенные на него. Например, жидкость, содержащая пригодное для вдыхания вещество, может быть нанесена на инертную подложку, абсорбирована ей или адсорбирована в нее таким образом, что при нагреве пригодное для вдыхания вещество высвобождается в виде, который может быть извлечен из изделия согласно изобретению посредством приложения положительного или отрицательного давления. Согласно некоторым аспектам композиция предшественника аэрозоля может содержать смесь душистых и ароматических табаков в виде нарезанного наполнителя. Согласно другому аспекту композиция предшественника аэрозоля может содержать восстановленный табачный материал, такой как описан в патенте США №4,807,809 под авторством Pryor и др., в патенте США №4,889,143 под авторством Pryor и др. и в патенте США №5,025,814 под авторством Raker, раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Для дополнительной информации относительно подходящей композиции предшественника аэрозоля см. заявку на патент США № 15/916,834 под авторством Sur и др., поданную 9 марта 2018 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
Независимо от типа нагретой композиции предшественника аэрозоля, устройства доставки аэрозоля могут содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева композиции предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент представляет собой индукционный нагреватель. Такие нагреватели часто содержат индукционный передатчик и индукционный приемник. Индукционный передатчик может содержать катушку, выполненную с возможностью создания колебательного магнитного поля (например, магнитного поля, которое изменяется периодически во времени) при направлении через него переменного тока. Индукционный приемник может быть по меньшей мере частично расположен или размещен в индукционном передатчике и может включать в себя проводящий материал (например, ферромагнитный материал или материал с алюминиевым покрытием). Путем направления переменного тока через индукционный передатчик в индукционном приемнике могут создаваться вихревые токи за счет индукции. Вихревые токи, протекающие через сопротивление материала, образующего индукционный приемник, могут нагревать его с помощью джоулевой теплоты (т.е. за счет эффекта Джоуля). Индукционный приемник, который может образовывать атомайзер, может нагреваться беспроводным способом с образованием аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля, расположенной вблизи индукционного приемника. Различные варианты реализации устройства доставки аэрозоля с индукционным нагревателем описаны в публикации заявки на патент США №2017/0127722 под авторством Davis и др., в публикации заявки на патент США №2017/0202266 под авторством Sur и др., и в заявке на патент США №15/352,153 под авторством Sur и др., поданной 15 ноября 2016 года, в заявке на патент США №15/799,365 под авторством Sebastian и др., поданной 31 октября 2017 года, и в заявке на патент США №15/836,086 под авторством Sur, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
В других вариантах реализации, включающих те, что описаны более конкретно в настоящем документе, нагревательный элемент представляет собой нагреватель кондуктивного типа, такой как в случае резистивного электронагревателя. Эти нагреватели могут быть выполнены с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. В различных вариантах реализации нагреватель кондуктивного типа может быть выполнен в различных формах, например, в виде фольги, пены, дисков, спиралей, волокон, проволоки, пленок, нитей, полос, лент или цилиндров. Такие нагреватели часто содержат металлический материал и выполнены с возможностью выработки тепла в результате электрического сопротивления, связанного с прохождением через них электрического тока. Такие резистивные нагреватели могут быть расположены вблизи композиции предшественника аэрозоля для ее нагрева с получением аэрозоля. Разнообразные проводящие подложки, которые могут использоваться с настоящим изобретением, описаны в вышеуказанной публикации заявки на патент США №2013/0255702 под авторством Griffith и др.
В некоторых вариантах реализации устройства доставки аэрозоля могут содержать управляющий корпус и картридж в случае так называемых электронных сигарет или управляющий корпус и элемент источника аэрозоля в случае так называемых устройств с нагревом, но без горения. В случае как электронных сигарет или устройств с нагревом, но без горения, управляющий корпус может быть многоразовым, тогда как картридж/элемент в виде источника аэрозоля может быть выполнен с возможностью ограниченного числа применений и/или выполнен с возможностью одноразового использования. Картридж/элемент в виде источника аэрозоля может содержать композицию предшественника аэрозоля. Для нагрева композиции предшественника аэрозоля, нагревательный элемент может быть расположен в контакте с композицией предшественника аэрозоля или вблизи нее, например, по ширине управляющего корпуса и картриджа, или в управляющем корпусе, в котором может быть расположен элемент в виде источника аэрозоля. Управляющий корпус может содержать источник питания, который может быть перезаряжаемым или сменным и, таким образом, управляющий корпус может быть повторно использован с множеством картриджей/элементов в виде источника аэрозоля.
Управляющий корпус может также содержать средства для активации устройства доставки аэрозоля, такие как кнопка, сенсорная поверхность или тому подобное для ручного управления устройством. Дополнительно или альтернативно, управляющий корпус может включать датчик расхода для определения того, когда пользователь осуществляет затяжку на картридже/элементе в виде источника аэрозоля, чтобы активировать таким образом устройство доставки аэрозоля.
В различных вариантах реализации устройство доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения может принимать различные общие формы, включая без ограничения общую форму, которая может быть определена как по существу стержнеобразная или по существу трубчатая форма или по существу цилиндрическая форма. В вариантах реализации, показанных на сопроводительных чертежах и описанных со ссылкой на них, устройство доставки аэрозоля имеет по существу круглое поперечное сечение, однако другие формы поперечного сечения (например, овал, правильная или неправильная многоугольная форма, такая как квадрат, прямоугольник, треугольник и т.д.; профиль, включающий в себя комбинацию одной или более по существу прямых сторон и одной или более изогнутых сторон и т.д.) также охвачены раскрытием настоящего изобретения. Такой язык, который описывает физическую форму изделия, также может быть применен к его отдельным компонентам, в том числе к управляющему корпусу и картриджу/элементу в виде источника аэрозоля. В других вариантах реализации управляющий корпус может принимать другую портативную форму, такую как форма небольшой коробки.
В более конкретных вариантах реализации управляющий корпус и картридж/элемент в виде источника аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразового применения. Например, управляющий корпус может иметь источник питания, такой как сменная батарея или перезаряжаемая батарея, твердотельная батарея, тонкопленочная твердотельная батарея, перезаряжаемый суперконденсатор, литий-ионный или гибридный литий-ионный конденсатор или тому подобное. Одним из примеров источника питания является перезаряжаемая литий-ионная батарея TKI-1550, производимая немецкой компанией Tadiran Batteries GmbH. В другом варианте реализации подходящий источник питания может представлять собой никель-кадмиевый элемент N50-AAA CADNICA, произведенный компанией Sanyo Electric Company, Ltd., Япония. В других вариантах реализации множество таких батарей, например, каждая из которых обеспечивает 1,2 вольта, могут быть последовательно соединены.
В таком случае, в некоторых примерах источник питания может быть соединен с любым типом технологии перезарядки и, таким образом, объединен с ним. Примеры подходящих зарядных устройств включают зарядные устройства, которые просто подают постоянный или импульсный постоянный ток (DC) к источнику питания, быстрые зарядные устройства, которые добавляют схему управления, трехэтапные зарядные устройства, зарядные устройства с индукционным питанием, интеллектуальные зарядные устройства, зарядные устройства с питанием от движения, импульсные зарядные устройства, солнечные зарядные устройства, зарядные устройства на основе USB и тому подобное. В некоторых примерах зарядное устройство включает в себя адаптер питания и любую подходящую зарядную схему. В других примерах зарядное устройство включает в себя адаптер питания, а управляющий корпус оснащен зарядной схемой. В этих других примерах зарядное устройство иногда может называться просто адаптером питания.
Управляющий корпус может содержать любое количество различных выводов, электрических разъемов и тому подобное для подключения к подходящему зарядному устройству и в некоторых примерах для подключения к другим внешним устройствам для связи. Более конкретные подходящие примеры включают разъемы постоянного тока (DC), такие как цилиндрические разъемы, разъемы для прикуривателя и USB-разъемы, включая разъемы, обозначенные USB 1.x (например, тип A, тип B), USB 2.0 и его обновления и дополнения (например, Mini A, Mini B, Mini AB, Micro A, Micro B, Micro AB) и USB 3.x (например, тип A, тип B, Micro B, Micro AB, тип C), специально разработанные разъемы, такие как разъем Apple Lightning, и тому подобное. Управляющий корпус может напрямую соединяться с зарядным устройством или другим внешним устройством, или оба могут соединяться посредством подходящего кабеля, который также имеет подходящие разъемы. В примерах, в которых оба соединены кабелем, управляющий корпус и зарядное устройство или другое внешнее устройство могут иметь одинаковый или разный тип разъема, при этом кабель имеет разъем одного типа или оба типа разъемов.
В примерах, включающих в себя зарядку с индукционным питанием, устройство доставки аэрозоля может быть оборудовано технологией индукционной беспроводной зарядки и включать в себя индукционный приемник для подключения к беспроводному зарядному устройству, зарядной площадке и тому подобному, что включает в себя индукционный передатчик и использует индукционную беспроводную зарядку (включая, например, беспроводную зарядку в соответствии со стандартом беспроводной зарядки Qi, разработанным компанией Wireless Power Consortium (WPC)). Или источник питания может заряжаться от беспроводного зарядного устройства на основе радиочастоты (RF). Примеры индуктивных беспроводных зарядных систем описаны в публикации заявки на патент США №2017/0112196 под авторством Sur и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Также в некоторых примерах реализации в случае электронной сигареты картридж может представлять собой картридж одноразового использования, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
Один или более разъемов могут использоваться для подключения источника питания к технологии подзарядки, а некоторые могут включать в себя зарядный футляр, подставку, базу для подзарядки, чехол и тому подобное. Более конкретно, например, управляющий корпус может быть выполнен с возможностью взаимодействия с подставкой, которая содержит USB-разъем для подключения к блоку питания. Более конкретно, например, управляющий корпус может быть выполнен с возможностью размещения в чехле и взаимодействия с ним, который содержит USB-разъем для подключения к блоку питания. В этих и подобных примерах USB-разъем может подключаться напрямую к источнику питания, или USB-разъем может подключаться к источнику питания через подходящий адаптер питания.
Примеры источников электроэнергии описаны в патенте США №9,484,155 под авторством Peckerar и др. и в публикации заявки на патент США №2017/0112191 под авторством Sur и др., поданной 21 октября 2015 года, раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Относительно датчика расхода, характерные регулирующие электрический ток компоненты и другие управляющие электрическим током компоненты, включая различные микроконтроллеры, датчики и переключатели для устройств доставки аэрозоля, описаны в патенте США №4,735,217 под авторством Gerth и др.; в патентах США №4,922,901, №4,947,874 и №4,947,875 под авторством Brooks и др.; в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др.; в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др.; в патенте США №7,040,314 под авторством Nguyen и др.; в патенте США №8,205,622 под авторством Pan, в публикации заявки на патент США №8,881,737 под авторством Collet и др., патенте США №9,423,152 под авторством Ampolini и др., патенте США №9,439,454 под авторством Fernando и др. и публикации заявки на патент США №2015/0257445 под авторством Henry и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Элемент ввода данных может быть включен в устройство доставки аэрозоля (и может заменять или дополнять датчик расхода). Для обеспечения пользователю возможности управлять функциями устройства и/или для вывода информации пользователю может быть включено устройство ввода данных. Любой компонент или комбинация компонентов могут использоваться в качестве ввода данных для управления функцией устройства. Например, могут быть использованы одна или более нажимных кнопок, как описано в публикации США №2015/0245658 под авторством Worm и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Аналогично, может быть использован сенсорный экран, как описано в заявке на патент США №14/643,626, поданной 10 марта 2015 года под авторством Sears и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. В качестве дополнительного примера компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основе заданных движений устройства доставки аэрозоля, могут использоваться в качестве устройства ввода данных. См. публикацию США №2016/0158782 под авторством Henry и др., которая включен в настоящий документ посредством ссылки. В качестве еще одного примера на устройстве доставки аэрозоля может быть реализован емкостный датчик, чтобы обеспечить пользователю возможность осуществлять ввод данных, например, касаясь поверхности устройства, на котором реализован емкостной датчик. В другом примере на устройстве доставки аэрозоля может быть реализован датчик, выполненный с возможностью обнаружения движения, связанного с устройством (например, акселерометр, гироскоп, фотоэлектрический датчик приближения и т.д.), чтобы обеспечить пользователю возможность осуществлять ввод данных. Примеры подходящих датчиков описаны в публикации заявки на патент США №2018/0132528 под авторством Sur и др. и в публикации заявки на патент США №2016/0158782 под авторством Henry и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Как указано выше, устройство доставки аэрозоля может содержать различное электронное оборудование, например, по меньшей мере один управляющий компонент. Подходящий управляющий компонент может содержать множество электронных компонентов и в некоторых примерах может быть образован из печатной платы, такой как печатная монтажная плата (PCB). В некоторых примерах электронные компоненты включают в себя схему обработки, выполненную с возможностью выполнения обработки данных, выполнения приложений или других услуг обработки, контроля или управления согласно одному или более примерам реализаций. Схема обработки может включать в себя процессор, реализованный в различных формах, таких как по меньшей мере одно ядро процессора, микропроцессор, сопроцессор, контроллер, микроконтроллер или различные другие вычислительные или обрабатывающие устройства, включающие одну или более интегральных схем, таких как, например, ASIC (специализированная интегральная схема), ППВМ (программируемая пользователем вентильная матрица), некоторые их комбинации и тому подобное. В некоторых примерах схема обработки может содержать память, соединенную с процессором или встроенную в него, на которой могут храниться данные, инструкции для компьютерной программы, исполняемые процессором, некоторые их комбинации или тому подобное.
В некоторых примерах управляющий компонент может включать в себя одно или более внешних устройств ввода/вывода, которые могут быть соединены со схемой обработки или встроены в нее. Более конкретно, управляющий компонент может включать интерфейс связи для обеспечения беспроводного соединения с одной или более сетями, вычислительными устройствами или другими устройствами на подходящей основе. Примеры подходящих интерфейсов связи раскрыты в публикации заявки на патент США №2016/0261020 под авторством Marion и др., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Другой пример подходящего интерфейса связи представляет собой беспроводной блок микроконтроллера CC3200 с одним чипом компании Texas Instruments. И примеры подходящих методов, согласно которым устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в публикации заявки на патент США №2016/0007651 под авторством Ampolini и др., и в публикации заявки на патент США №2016/0219933 под авторством Henry, Jr. и др., каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки.
В предложенном устройстве доставки аэрозоля могут быть использованы другие дополнительные компоненты. Один пример подходящего компонента представляет собой индикатор, такой как светоизлучающие диоды, светоизлучающие диоды на квантовых точках или тому подобное, которые могут светиться при использовании устройства доставки аэрозоля. Примеры подходящих компонентов светоизлучающих диодов, а также их конструкция и использование описаны в патенте США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др., в патенте США №8,499,766 под авторством Newton, в патенте США №8,539,959 под авторством Scatterday, и в патенте США №9,451,791 под авторством Sears и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Другие индикации работы также охвачены раскрытием настоящего изобретения. Например, визуальные индикаторы работы также включают в себя изменения в цвете света или интенсивности, чтобы показать прогрессирование курения. Тактильные (гаптические) индикаторы работы и звуковые (аудио) индикаторы работы аналогичным образом охвачены настоящим раскрытием. Более того, комбинации таких индикаторов работы также пригодны для использования в одном курительном изделии. Согласно другому аспекту устройство доставки аэрозоля может содержать один или более индикаторов или признаков, таких как, например, дисплей, выполненный с возможностью предоставления информации, соответствующей работе курительного изделия, такой как, например, величина мощности, оставшаяся в источнике питания, прогрессирование процесса курения, указание, соответствующее активации источника тепла, и/или тому подобное.
Также рассмотрены другие компоненты. Например, патент США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др. раскрывает индикаторы для курительных изделий; патент США №5,261,424 под авторством Sprinkel Jr. раскрывает пьезоэлектрические датчики, которые могут быть выполнены на мундштучном конце устройства для регистрации активности губ пользователя, связанной с выполнением затяжки, с последующим запуском нагревания; патент США №5,372,148 под авторством McCafferty и др. раскрывает датчик затяжки для управления потоком энергии в массиве тепловой нагрузки в ответ на сопротивление затяжке мундштука; патент США №5,967,148 под авторством Harris и др. раскрывает приемные гнезда в курительном устройстве, которые включают идентификатор, обнаруживающий неоднородность в величине инфракрасной проницаемости вставленного компонента, и контроллер, выполняющий программу обнаружения при вводе компонента в приемное гнездо; патент США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др. описывает определенный выполняемый энергетический цикл со множественными дифференциальными фазами; патент США №5,934,289 под авторством Watkins и др. раскрывает фотонно-оптронные компоненты; патент США №5,954,979 под авторством Counts и др. раскрывает средства для изменения сопротивления затяжке через курительное устройство; патент США №6,803,545 под авторством Blake и др. раскрывает определенные конфигурации батареи для использования в курительных устройствах; патент США №7,293,565 под авторством Griffen и др. раскрывает различные системы зарядки для использования с курительными устройствами; патент США №8,402,976 под авторством Fernando и др. раскрывает компьютерные средства связи для курительных устройств, предназначенные для облегчения зарядки и позволяющие выполнять автоматизированный контроль устройства; патент США №8,689,804 под авторством Fernando и др. раскрывает системы идентификации для курительных устройств; и в публикации заявки на патент PCT WO 2010/003480 под авторством Flick раскрыта система регистрации потока текучей среды, показывающая наличие затяжки в системе выработки аэрозоля; причем содержание всех вышеуказанных изобретений включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Дальнейшие примеры компонентов, связанных с электронными изделиями доставки аэрозоля и раскрывающих материалы и компоненты, которые могут быть использованы в настоящем изделии, описаны в патентах США №4,735,217 под авторством Gerth и др.; №5,249,586 под авторством Morgan и др.; №5,666,977 под авторством Higgins и др.; №6,053,176 под авторством Adams и др.; №6,164,287 под авторством White; №6,196,218 под авторством Voges; №6,810,883 под авторством Felter и др.; №6,854,461 под авторством Nickols; №7,832,410 под авторством Hon; №7,513,253 под авторством Kobayashi; №7,896,006 под авторством Hamano; №6,772,756 под авторством Shayan; №8,156,944 и №8,375,957 под авторством Hon; №8,794,231 под авторством Thorens и др.; №8,851,083 под авторством Oglesby и др.; №8,915,254 и 8,925,555 под авторством Monsees и др.; №9,220,302 под авторством DePiano и др.; публикациях заявок на патент США №2006/0196518 и №2009/0188490 под авторством Hon; публикации заявки на патент США №2010/0024834 под авторством Oglesby и др.; публикации заявки на патент США №2010/0307518 под авторством Wang; публикации заявки на патент PCT WO 2010/091593 под авторством Hon и публикации заявки на патент PCT WO 2013/089551 под авторством Foo, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, публикация заявки на патент США №2017/0099877 под авторством Worm и др. раскрывает капсулы, которые могут быть включены в устройства доставки аэрозоля, и конфигурации для устройств доставки аэрозоля в виде брелока, и включена в настоящий документ посредством ссылки. Разнообразные материалы, раскрытые в вышеупомянутых документах, могут быть включены в настоящие устройства в различных вариантах реализации и все вышеприведенные раскрытия включены в настоящий документ посредством ссылки.
Другие признаки, средства управления или компоненты, которые могут содержаться в устройствах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в патенте США №5,967,148 под авторством Harris и др., в патенте США №5,934,289 под авторством Watkins и др., в патенте США №5,954,979 под авторством Counts и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., в патенте США №8,365,742 под авторством Hon, в патенте США №8,402,976 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2005/0016550 под авторством Katase, в патенте США №8,689,804 под авторством Fernando и др., в публикации заявки на патент США №2013/0192623 под авторством Tucker и др., в патенте США №9,427,022 под авторством Leven и др., в публикации заявки на патент США №2013/0180553 под авторством Kim и др., в публикации заявки на патент США №2014/0000638 под авторством Sebastian и др., в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., и в патенте США №9,220,302 под авторством DePiano и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
На ФИГ. 1 и 2 показаны варианты реализации устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и картридж в случае электронной сигареты. Более конкретно, на ФИГ. 1 и 2 показано устройство 100 доставки аэрозоля согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. Как указано, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104. Управляющий корпус и картридж могут быть выровнены с обеспечением возможности работы постоянно или с возможностью рассоединения. В этом отношении, на ФИГ. 1 показан вид в перспективе устройства доставки аэрозоля в соединенной конфигурации, а на ФИГ. 2 показан вид сбоку с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля в разъединенной конфигурации. В некоторых вариантах реализаций устройство доставки аэрозоля может быть, например, по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда управляющий корпус и картридж находятся в собранной конфигурации.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут быть выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом с помощью множества соединений, таких как соединение с плотной посадкой (или посадкой с натягом), резьбовое соединение, магнитное соединение и т.п. Таким образом, управляющий корпус может содержать первый взаимодействующий элемент (например, элемент сопряжения), который выполнен с возможностью взаимодействия со вторым взаимодействующим элементом (например, разъем) на картридже. Первый взаимодействующий элемент и второй взаимодействующий элемент могут быть обратимыми. В качестве примера как первый взаимодействующий элемент, так и второй взаимодействующий элемент может иметь наружную резьбу, а другой может иметь внутреннюю резьбу. В качестве дополнительного примера как первый взаимодействующий элемент, так и второй взаимодействующий элемент может представлять собой магнит, а другой может представлять собой металл или согласующий магнит. В конкретных вариантах реализации взаимодействующие элементы могут быть образованы непосредственно существующими компонентами управляющего корпуса и картриджа. Например, кожух управляющего корпуса может образовывать полость на своем конце, которая выполнена с возможностью размещения по меньшей мере части картриджа (например, накопительная емкость или другой образующий оболочку элемент картриджа). В частности, накопительная емкость картриджа может быть по меньшей мере частично размещена в полости управляющего корпуса, в то время как мундштук картриджа находится снаружи полости управляющего корпуса. Картридж может удерживаться в полости, образованной кожухом управляющего корпуса, например, за счет посадки с натягом (например, за счет использования фиксаторов и/или других элементов, создающих взаимодействие с натягом между внешней поверхности картриджа и внутренней поверхностью стенки, образующей полость управляющего корпуса), посредством магнитного взаимодействия (например, посредством использования магнитов и/или магнитных металлов, расположенных внутри полости управляющего корпуса и размещенных на картридже) или другими подходящими методами.
Как видно на виде с разрезом, показанном на ФИГ. 2, каждый из управляющего корпуса 102 и картриджа 104 содержит множество соответствующих компонентов. Компоненты, показанные на ФИГ. 2, представляют собой типичный пример компонентов, которые могут присутствовать в управляющем корпусе и картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов, охватываемых раскрытием настоящего изобретения. Как показано на чертеже, например, управляющий корпус может быть образован кожухом 206 (иногда называемым оболочкой управляющего корпуса), который может включать в себя управляющий компонент 208 (например, схему обработки и тому подобное), датчик 210 расхода, источник 212 питания (например, батарею, суперконденсатор) и индикатор 214 (например, светоизлучающий диод, светоизлучающий диод на квантовых точках), и такие компоненты могут быть выровнены различным образом. Источник питания может быть перезаряжаемым и выполнен с возможностью обеспечения напряжения.
Картридж 104 может быть образован кожухом 216 (иногда называемым оболочкой картриджа), в которой заключен резервуар 218, выполненный с возможностью удержания композиции предшественника аэрозоля, и содержащей нагревательный элемент 220 (иногда называемый нагревателем). В различных конфигурациях указанная конструкция может быть названа емкостью; и соответственно термины «картридж», «емкость» и тому подобные могут быть использованы как взаимозаменяемые для обозначения оболочки или другого кожуха, охватывающего резервуар для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагревательный элемент.
Как показано на чертеже, в некоторых примерах резервуар 218 может сообщаться по текучей среде с элементом 222 для переноса жидкости, выполненным с возможностью впитывания или переноса иным способом композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в кожухе резервуара, к нагревательному элементу 220. В некоторых примерах клапан может быть расположен между резервуаром и нагревательным элементом и выполнен с возможностью управления количеством композиции предшественника аэрозоля, пропущенным или доставленным из резервуара к нагревательному элементу.
Для формирования нагревательного элемента 220 могут быть использованы различные примеры материалов, выполненных с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. Нагревательный элемент в указанных примерах может быть резистивным нагревательным элементом, таким как проволочная спираль, микронагреватель и тому подобное. Примеры материалов, из которых может быть выполнен нагревательный элемент, включают фехраль (FeCrAl), нихром, никель, нержавеющую сталь, оксид индия-олова, вольфрам, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), титан, платину, серебро, палладий, сплавы серебра и палладия, графит и материалы на основе графита (например, пеноматериалы и нити на основе углерода), проводящие чернила, кремний с примесью бора и керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Нагревательный элемент может быть резистивным нагревательным элементом или нагревательным элементом, выполненным с возможностью генерации тепла за счет индукции. Нагревательный элемент может быть покрыт теплопроводной керамикой, такой как нитрид алюминия, карбид кремния, оксид бериллия, оксид алюминия, нитрид кремния или их композиты. Примеры вариантов реализации нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, дополнительно описаны ниже, и могут быть включены в устройства, например, описанные в настоящем документе.
Отверстие 224 может находиться в кожухе 216 (например, на кончике мундштука), чтобы обеспечить выход образованного аэрозоля из картриджа 104.
Картридж 104 также может содержать один или более электронных компонентов 226, которые могут содержать интегральную схему, компонент памяти (например, электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ), флэш-память), датчик или тому подобное. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью сообщения с компонентом 208 управления и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте в картридже или его основании 228.
Хотя управляющий компонент 208 и датчик 210 расхода показаны отдельно, следует понимать, что различные электронные компоненты, включая управляющий компонент и датчик расхода, могут быть скомбинированы на монтажной плате (например, печатной монтажной плате), которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Кроме того, монтажная плата может быть расположена горизонтально относительно иллюстрации по ФИГ. 1, на которой монтажная плата может быть продольно параллельна центральной оси управляющего корпуса. В некоторых примерах датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой основной элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых примерах может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы. В некоторых примерах гибкая монтажная плата может быть скомбинирована с подложкой нагревателя, наложена на нее в виде слоя или может образовывать часть или всю подложку нагревателя.
Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью способствования взаимодействию по текучей среде друг с другом. Как показано на ФИГ. 2, управляющий корпус может содержать соединитель 230, имеющий в себе полость 232. Основание 228 картриджа может быть выполнено с возможностью взаимодействия с соединителем и может включать выступ 234, выполненный с возможностью встраивания в полость. Такое взаимодействие может способствовать устойчивому соединению между управляющим корпусом и картриджем, а также установлению электрического соединения между источником 212 питания и управляющим компонентом 208 в управляющем корпусе и нагревательным элементом 220 в картридже. Также оболочка 206 может содержать воздухозаборник 236, который может представлять собой выемку в кожухе, в которой он соединен с элементом сопряжения, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг элемента сопряжения в кожух, где он затем проходит через полость 232 элемента сопряжения в картридж через выступ 234.
Элемент сопряжения и основание, пригодные для использования согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель 230, как показано на ФИГ. 2, может образовывать внешнюю периферию 238, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 240 основания 228. В одном примере внутренняя периферия основания может иметь радиус, по существу равный или незначительно превышающий радиус внешней периферии соединителя. Также соединитель может образовывать один или более выступов 242 на внешней периферии, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 244, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием картриджа 104 и элементом сопряжения управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других примерах указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или многоразовыми.
Резервуар 218, показанный на ФИГ. 2, может представлять собой емкость или волокнистый резервуар, как описано в настоящем документе. Например, в данном примере резервуар может содержать один или более слоев нетканого волокна, по существу образованного в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть кожуха 216. Композиция предшественника аэрозоля может содержаться в емкости. Жидкие компоненты могут удерживаться с помощью резервуара, например, за счет сорбции. Резервуар может сообщаться по текучей среде с элементом 222 для переноса жидкости. В данном примере элемент для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре, посредством капиллярного действия или посредством микронасоса к нагревательному элементу 220, который в данном примере представляет собой спираль из металлической проволоки. Как правило, нагревательный элемент расположен в устройстве для нагрева с элементом для переноса жидкости.
В некоторых примерах в резервуар 218 может быть встроен микрофлюидный чип, и количеством и/или массой композиции предшественника аэрозоля, доставленной из резервуара, можно управлять с помощью микронасоса, например, на основе технологий микроэлектромеханических систем (МЭМС). Другие примеры реализаций резервуаров и элементов для переноса, используемых в устройствах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, дополнительно описаны в настоящем документе, и такие резервуары и/или элементы для переноса могут быть включены в устройства, например, которые описаны в настоящем документе. В частности, конкретные комбинации нагревательных элементов и элементов для переноса, как дополнительно описано в настоящем документе, могут быть включены в устройства, например, которые описаны в настоящем документе.
При использовании, когда пользователь осуществляет затяжку через устройство 100 доставки аэрозоля, поток воздуха обнаруживают посредством датчика 210 расхода, а нагревательный элемент 220 активируют для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. Осуществление затяжки через мундштучный конец устройства доставки аэрозоля вызывает вход воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 236 и его проход через полость 232 в элементе 230 сопряжения и центральное отверстие в выступе 234 основания 228. В картридже 104 втягиваемый воздух смешивается с генерируемым паром с образованием аэрозоля. Аэрозоль удаляется при высасывании, вытягивании или при осуществлении затяжки иным способом из нагревательного элемента и выходит из отверстия 224 в мундштучном конце устройства доставки аэрозоля.
Для дополнительных подробностей относительно вариантов реализации устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и картридж в случае электронной сигареты см. вышеуказанную заявку на патент США №15/836,086 под авторством Sur и заявку на патент США №15/916,834 под авторством Sur и др., а также заявку на патент США №15/916,696 под авторством Sur, поданные 9 марта 2018 года, которые также включены в настощий документ посредством ссылки.
На ФИГ. 3-6 показаны варианты реализации устройства доставки аэрозоля, содержащего управляющий корпус и элемент в виде источника аэрозоля в случае устройства с нагревом, но без горения. Более конкретно, на ФИГ. 3 показано устройство 300 доставки аэрозоля согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. Устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 302 и элемент 304 в виде источника аэрозоля. В различных вариантах реализации элемент в виде источника аэрозоля и управляющий корпус могут быть выровнены с обеспечением возможности работы постоянно или с возможностью рассоединения. В этом отношении, на ФИГ. 3 показано устройство доставки аэрозоля в соединенной конфигурации, а на ФИГ. 4 показано устройство доставки аэрозоля в разъединенной конфигурации. Различные механизмы могут соединять элемент в виде источника аэрозоля и управляющий корпус, например, в виде резьбового взаимодействия, взаимодействия с плотной посадкой, посадки с натягом, скользящей посадки, магнитного взаимодействия и тому подобного.
Как показано на ФИГ. 4, в различных вариантах реализации раскрытия настоящего изобретения элемент 304 в виде источника аэрозоля может содержать нагреваемый конец 406, который выполнен с возможностью вставки в управляющий корпус 302, и мундштучный конец 408, на котором пользователь осуществляет втягивание для создания аэрозоля. В различных вариантах реализации по меньшей мере часть нагреваемого конца может содержать композицию 410 предшественника аэрозоля.
В различных вариантах реализации элемент 304 в виде источника аэрозоля или его часть может быть обернута во внешний оберточный материал 412, который может быть образован из любого материала, пригодного для обеспечения дополнительной конструкции и/или поддержки элемента в виде источника аэрозоля. В различных вариантах реализации внешний оберточный материал может содержать материал, который сопротивляется передаче тепла, который может включать бумагу или другой волокнистый материал, такой как целлюлозный материал. Внешний оберточный материал может также включать по меньшей мере один материал наполнителя, встроенный в волокнистый материал или диспергированный в него. В различных вариантах реализации материал наполнителя может иметь форму водонерастворимых частиц. Дополнительно, материал наполнителя может включать неорганические компоненты. В различных вариантах реализации внешний оберточный материал может быть образован из множества слоев, таких как нижележащий, слой насыпью и вышележащий слой, такой как типичная оберточная бумага в сигарете. Такие материалы могут включать, например, легковесную волокнистую массу из утиля, такую как лен, пенька, сизаль, стебли риса и/или эспарто. Внешняя обертка может также включать материал, обычно используемый в фильтрующем элементе обычной сигареты, такой как ацетилцеллюлоза. Кроме того, избыточная длина внешнего оберточного материала на мундштучном конце 408 элемента в виде источника аэрозоля может служить просто для отделения композиции 410 предшественника аэрозоля от рта потребителя или для обеспечения пространства для размещения фильтрующего материала, как описано ниже, или для воздействия на затяжку, осуществляемую на изделии, или на характеристики потока пара или аэрозоля, выходящих из устройства во время осуществления затяжки. Дальнейшее обсуждение, относящееся к конфигурациям внешних оберточных материалов, которые могут использоваться с настоящим изобретением, могут быть найдены в вышеуказанном патенте США №9,078,473 под авторством Worm и др.
В различных вариантах реализации между композицией 410 предшественника аэрозоля и мундштучным концом 408 элемента 304 в виде источника аэрозоля могут существовать другие компоненты, причем мундштучный конец может включать фильтр 414, который может, например, быть выполнен из ацетилцеллюлозного или полипропиленового материала. Фильтр может дополнительно или в качестве альтернативы содержать пряди содержащего табак материала, как описано в патенте США №5,025,814 под авторством Raker и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В различных вариантах реализации фильтр может увеличивать конструкционную целостность мундштучного конца элемента в виде источника аэрозоля и/или обеспечивать фильтрующую способность, при желании, и/или обеспечивать сопротивление втягиванию. В некоторых вариантах реализации между композицией предшественника аэрозоля и мундштучным концом горловины может быть расположена одна или любая комбинация следующего: воздушный зазор; материалы с фазовым переходом для охлаждения воздуха; средство для высвобождения аромата; ионообменные волокна, способные к выборочной химической адсорбции; частицы аэрогеля в качестве фильтрующей среды и другие подходящие материалы.
Различные варианты реализации настоящего изобретения используют один или более нагревательных элементов кондуктивного типа для нагрева композиции 410 предшественника аэрозоля элемента 304 в виде источника аэрозоля. В различных вариантах реализации нагревательный элемент может быть выполнен в различных формах, например в виде фольги, пены, сетки, полого шара, полушара, дисков, спиралей, волокон, проволоки, пленок, нитей, полос, лент или цилиндров. Такие нагревательные элементы часто содержат металлический материал и выполнены с возможностью выработки тепла в результате электрического сопротивления, связанного с прохождением через них электрического тока. Такие резистивные нагревательные элементы могут быть расположены в прямом контакте с элементом в виде источника аэрозоля или вблизи него и, в частности, с композицией предшественника аэрозоля элемента 304 в виде источника аэрозоля. Нагревательный элемент может быть расположен в управляющем корпусе и/или элементе в виде источника аэрозоля. В различных вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может содержать компоненты (т.е. теплопроводящие составляющие), которые встроены в часть в виде подложки или являются ее частью, при этом часть в виде подложки может служить в виде нагревательного узла или способствовать его функционированию. Некоторые примеры различных нагревательных элементов или элементов описаны в патенте США №9,078,473 под авторством Worm и др.
Некоторые неограничивающие примеры различных конфигураций нагревательных элементов включают конфигурации, в которых нагревательный элемент расположен вблизи от элемента 304 в виде источника аэрозоля. Например, в некоторых примерах по меньшей мере часть нагревательного элемента может окружать по меньшей мере часть элемента в виде источника аэрозоля. В других примерах один или более нагревательных элементов могут быть расположены рядом с внешней частью элемента в виде источника аэрозоля при вставке в управляющий корпус 302. В других примерах по меньшей мере часть нагревательного элемента может проникать по меньшей мере в часть элемента в виде источника аэрозоля (такая как, например, один или более штырьков и/или игл, которые проникают в элемент в виде источника аэрозоля) при вставке элемента в виде источника аэрозоля в управляющий корпус. В некоторых случаях композиция предшественника аэрозоля может включать конструкцию в контакте с композицией предшественника аэрозоля или множество шариков или частиц, встроенных в нее, или иным образом являющихся ее частью, которые могут служить в качестве нагревательного элемента или упрощать его функционирование.
На ФИГ. 5 показан вид спереди устройства 300 доставки аэрозоля согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения, а на ФИГ. 6 показан вид в разрезе устройства доставки аэрозоля по ФИГ. 5. В частности, управляющий корпус 302 показанного варианта реализации может содержать кожух 516, который содержит отверстие 518, образованное на его взаимодействующем конце, датчик 520 расхода (например, датчик затяжки или переключатель давления), управляющий компонент 522 (например, схему обработки, т.п.), источник 524 питания (например, батарею, суперконденсатор), и концевую крышку, которая содержит индикатор 526 (например, LED). Источник питания может быть перезаряжаемым и выполнен с возможностью обеспечения напряжения.
В одном варианте реализации индикатор 526 может содержать один или более светоизлучающих диодов, светоизлучающих диодов на квантовых точках или тому подобное. Индикатор может быть соединен с возможностью передачи данных с управляющим компонентом 522 и может светиться, например, во время выполнения затяжки пользователем через элемент 304 в виде источника аэрозоля при соединении с управляющим корпусом 302, что обнаруживается датчиком 520 расхода.
Управляющий корпус 302 показанного варианта реализации содержит один или более нагревательных узлов 528 (отдельно или совместно называемых нагревательным узлом), выполненных с возможностью нагрева композиции 410 предшественника аэрозоля элемента 304 в виде источника аэрозоля. Хотя нагревательный узел различных вариантов реализации раскрытия настоящего изобретения может иметь множество форм, в конкретном варианте реализации, показанном на ФИГ. 5 и 6, нагревательный узел содержит внешний цилиндр 530 и нагревательный элемент 532, который в этом варианте реализации содержит множество штырьков нагревателя, которые проходят от приемного основания 534 (в различных конфигурациях нагревательный узел или, более конкретно, штырьки нагревателя могут быть названы нагревателем). В показанном варианте реализации внешний цилиндр содержит вакуумную трубку с двойными стенками, изготовленную из нержавеющей стали, чтобы поддерживать нагрев, создаваемый штырьками нагревателя во внешнем цилиндре, и, более конкретно, поддерживать нагрев, создаваемый штырьками нагревателя в композиции предшественника аэрозоля. В различных вариантах реализации штырьки нагревателя могут быть изготовлены из одного или более проводящих материалов, в том числе, без ограничения, из меди, алюминия, платины, золота, серебра, железа, стали, латуни, бронзы, графита или любой их комбинации.
Как показано на чертеже, нагревательный узел 528 может проходить вблизи взаимодействующего конца кожуха 516 и может быть выполнен с возможностью по существу окружать часть нагреваемого конца 406 элемента 304 в виде источника аэрозоля, который включает композицию 410 предшественника аэрозоля. Таким образом, нагревательный узел может образовывать в целом трубчатую конфигурацию. Как показано на ФИГ. 5 и 6, нагревательный элемент 532 (например, множество штырьков нагревателя) окружен внешним цилиндром 530 с образованием приемной камеры 536. Таким образом, в различных вариантах реализации внешний цилиндр может содержать непроводящий изолирующий материал и/или конструкцию, включающую, без ограничения, изолирующий полимер (например, пластик или целлюлозу), стекло, резину, керамику, фарфор, вакуумную конструкцию с двойными стенками или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах реализации одна или более частей или компонентов нагревательного узла 528 могут быть объединены композицией 410 предшественника аэрозоля, запакованы с ней и/или выполнены с ней за одно целое. Например, в некоторых вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может быть образована из материала, как описано выше, и может содержать один или более проводящих материалов, смешанных с ним. В некоторых из этих вариантов реализации контакты могут быть соединены напрямую с композицией предшественника аэрозоля таким образом, что элемент в виде источника аэрозоля вставлен в приемную камеру управляющего корпуса, причем контакты создают электрическое соединение с источником электроэнергии. В качестве альтернативы, контакты могут быть выполнены за одно целое с источником электроэнергии и могут проходить в приемную камеру таким образом, что, когда элемент в виде источника аэрозоля вставлен в приемную камеру управляющего корпуса, контакты создают электрическое соединение с композицией предшественника аэрозоля. Из-за присутствия проводящего материала в композиции предшественника аэрозоля приложение энергии от источника электроэнергии к композиции предшественника аэрозоля обеспечивает возможность протекания электрического тока, и, таким образом, высвобождения тепла из проводящего материала. Таким образом, в некоторых вариантах реализации нагревательный элемент может быть описан как выполненный за одно целое с композицией предшественника аэрозоля. В качестве неограничивающего примера графит или другой подходящий проводящий материал может быть смешан с материалом, образующим композицию предшественника аэрозоля, встроен в него или иным образом присутствовать непосредственно на нем или внутри него, с получением нагревательного элемента, выполненного за одно целое с указанным средством.
Как указано выше, в показанном варианте реализации внешний цилиндр 530 может также способствовать упрощению надлежащего расположения элемента 304 в виде источника аэрозоля, когда элемент в виде источника аэрозоля вставлен в кожух 516. В различных вариантах реализации внешний цилиндр нагревательного узла 528 может взаимодействовать с внутренней поверхностью кожуха с обеспечением выравнивания нагревательного узла относительно кожуха. Таким образом, в результате плотного соединения между нагревательным узлом продольная ось нагревательного узла может проходить по существу параллельно продольной оси кожуха. В частности, несущий цилиндр может проходить от отверстия 518 кожуха к приемному основанию 534 с образованием приемной камеры 536.
Размер и форма нагреваемого конца 406 элемента 304 в виде источника аэрозоля обеспечивают вставку в управляющий корпус 302. В различных вариантах реализации приемная камера 536 управляющего корпуса может быть охарактеризована как образованная стенкой с внутренней поверхностью и внешней поверхностью, причем внутренняя поверхность образует внутренний объем приемной камеры. Например, в показанных вариантах реализации внешний цилиндр 530 образует внутреннюю поверхность, образующую внутренний объем приемной камеры. В показанном варианте реализации внутренний диаметр внешнего цилиндра может быть немного больше, чем внешний диаметр соответствующего элемента в виде источника аэрозоля или приблизительно равен ему (например, для создания скользящей посадки) таким образом, что внешний цилиндр выполнен с возможностью направления элемента в виде источника аэрозоля в надлежащее положение (например, боковое положение) относительно управляющего корпуса. Таким образом, размер наибольшего внешнего диаметра (или другой размер в зависимости от конкретной формы поперечного сечения вариантов реализации) элемента 304 источника аэрозоля может быть меньше внутреннего диаметра (или другого размера) на внутренней поверхности стенки открытого конца приемной камеры в управляющем корпусе. В некоторых вариантах реализации разность в соответствующих диаметрах может быть достаточно малой, так что элемент в виде источника аэрозоля плотно устанавливается в приемную камеру, а силы трения предотвращают перемещение элемента в виде источника аэрозоля без приложенного усилия. С другой стороны, разность может быть достаточной, чтобы обеспечить возможность проскальзывания элемента в виде источника аэрозоля в приемную камеру или из нее без необходимости в чрезмерном усилии.
В показанном варианте реализации управляющий корпус 302 выполнен таким образом, что, когда элемент 304 в виде источника аэрозоля вставлен в управляющий корпус, нагревательный элемент 532 (например, штырьки нагревателя) расположены в приблизительном радиальном центре по меньшей мере части композиции 410 предшественника аэрозоля нагреваемого конца 406 элемента в виде источника аэрозоля. Таким образом, при совместном использовании с твердой или полутвердой композицией предшественника аэрозоля штырьки нагревателя могут находиться в прямом контакте с композицией предшественника аэрозоля. В других вариантах реализации, например, при использовании совместно с экструдированной композицией предшественника аэрозоля, которая образует трубчатую конструкцию, штырьки нагревателя могут быть расположены внутри полости, образованной внутренней поверхностью экструдированной трубчатой конструкции, и не будут контактировать с внутренней поверхностью экструдированной трубчатой конструкции.
В ходе использования потребитель инициирует нагрев нагревательного узла 528 и, в частности, нагревательного элемента 532, который расположен рядом с композицией 410 предшественника аэрозоля (или ее конкретного слоя). Нагрев композиции предшественника аэрозоля обеспечивает высвобождение пригодного для вдыхания вещества внутри элемента 304 в виде источника аэрозоля для образования пригодного для вдыхания вещества. Когда потребитель осуществляет вдох на мундштучном конце 408 элемента в виде источника аэрозоля, воздух втягивается в элемент в виде источника аэрозоля через воздухозаборник 538, такой как отверстия или проходы в управляющем корпусе 302. Комбинация втягиваемого воздуха и выделяемого пригодного для вдыхания вещества вдыхается потребителем по мере выхода втягиваемых материалов из мундштучного конца элемента в виде источника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации, чтобы инициировать нагрев, потребитель может вручную привести в действие кнопку или аналогичный компонент, который вызывает прием нагревательным элементом нагревательного узла электрической энергии от батареи или другого источника энергии. Электрическая энергия может подаваться в течение заранее определенного периода времени или ей можно управлять вручную.
В некоторых вариантах реализации протекание электрической энергии по существу не продолжается между затяжками на устройстве 300 (хотя протекание энергии может продолжаться для поддержания базовой температуры выше, чем температура окружающей среды - например, температура, которая способствует быстрому нагреву до температуры активного нагрева). Однако в показанном варианте реализации нагрев инициируется действием затяжки потребителя посредством использования одного или более датчиков, таких как датчик 520 расхода. Как только затяжка будет прекращена, нагрев прекратится или уменьшится. Когда потребитель сделал достаточное количество затяжек, чтобы высвободить достаточное количество пригодного для вдыхания вещества (например, количество, достаточное, чтобы быть приравненным к типичному процессу курения), элемент 304 источника аэрозоля может быть удален из управляющего корпуса 302 и выброшен. В некоторых вариантах реализации могут быть использованы дополнительные чувствительные элементы, такие как емкостные чувствительные элементы и другие датчики, как описано в заявке на патент США №15/707,461 под авторством Phillips и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
В различных вариантах реализации элемент 304 в виде источника аэрозоля может быть образован из любого материала, подходящего для формирования и поддержания соответствующей формы, такой как трубчатая форма, и для удержания в ней композиции 410 предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации элемент в виде источника аэрозоля может быть образован одной стенкой или в других вариантах реализации множеством стенок, и может быть образован из материала (натурального или синтетического), который является устойчивым к высоким температурам, чтобы сохранять свою конструкционную целостность - например, не разрушаться - по крайней мере при температуре, которая представляет собой температуру нагрева, обеспечиваемую электрическим нагревательным элементом, как дополнительно описано в настоящем документе. Хотя в некоторых вариантах реализации может использоваться устойчивый к высоким температурам полимер, в других вариантах реализации элемент в виде источника аэрозоля может быть образован из бумаги, которая имеет по существу форму соломинки. Как далее описано в настоящем документе, элемент в виде источника аэрозоля может иметь один или более слоев, связанных с ним, которые служат по существу для предотвращения перемещения пара между ними. В одном примере реализации алюминиевый фольгированный слой может быть нанесен в виде слоя на одну поверхность элемента в виде источника аэрозоля. Также можно использовать керамические материалы. В дополнительных вариантах реализации можно использовать изолирующий материал, чтобы без необходимости не отводить тепло от композиции предшественника аэрозоля. Дополнительные примеры типов компонентов и материалов, которые могут использоваться для обеспечения функций, описанных выше, или использоваться в качестве альтернативы материалам и компонентам, указанным выше, могут быть тех типов, которые изложены в публикациях заявок на патент США №2010/00186757 под авторством Crooks и др.; №2010/00186757 под авторством Crooks и др.; и №2011/0041861 под авторством Sebastian и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
В показанном варианте реализации управляющий корпус 302 включает в себя управляющий компонент 522, который управляет различными функциями устройства 300 доставки аэрозоля, в том числе подачей питания на электрический нагревательный элемент 532. Например, управляющий компонент может включать в себя схему обработки (которая может быть соединена с дополнительными компонентами, как дополнительно описано в настоящем документе), которая соединена электропроводящими проводами (не показаны) с источником 524 питания. В различных вариантах реализации схема обработки может управлять тем, когда и как нагревательный узел 528 и, в частности, штырьки нагревателя, принимают электрическую энергию для нагрева композиции 410 предшественника аэрозоля, чтобы обеспечить высвобождение пригодного для вдыхания вещества для вдыхания потребителем. В некоторых вариантах реализации такое управление может быть активировано датчиком 520 расхода, как более подробно описано выше.
Как видно на ФИГ. 5 и 6, нагревательный узел 528 показанного варианта реализации содержит внешний цилиндр 530 и нагревательный элемент 532 (например, множество штырьков нагревателя), которые отходят от приемного основания 534. В некоторых вариантах реализации, например, в тех, в которых композиция 410 предшественника аэрозоля содержит трубчатую конструкцию, штырьки нагревателя могут быть выполнены с возможностью прохождения в полость, образованную внутренней поверхностью композиции предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации, например, в показанном варианте реализации, в котором композиция предшественника аэрозоля содержит твердое или полутвердое вещество, множество штырьков нагревателя выполнены с возможностью проникновения в композицию предшественника аэрозоля, содержащуюся в нагреваемом конце 406 элемента 304 в виде источника аэрозоля, когда элемент в виде источника аэрозоля вставлен в управляющий корпус 302. В таких вариантах реализации один или более компонентов нагревательного узла, включая штырьки нагревателя и/или приемное основание, могут быть изготовлены из антипригарного или устойчивого к пригоранию материала, например, конкретного алюминия, меди, нержавеющей стали, углеродистой стали и керамических материалов. В других вариантах реализации один или более компонентов нагревательного узла, включая штырьки нагревателя и/или приемное основание, могут быть изготовлены из антипригарного покрытия, включая, например, покрытия из политетрафторэтилена (ПТФЭ), такое как Teflon®, или другие покрытия, такие как устойчивое к пригоранию эмалевое покрытие или керамическое покрытие, такое как Greblon® или Thermolon™, или керамическое покрытие, такое как Greblon® или Thermolon™.
Кроме того, хотя в показанном варианте реализации имеется множество штырьков 532 нагревателя, которые по существу равномерно распределены вокруг приемного основания 534, следует отметить, что в других вариантах реализации может использоваться любое количество штырьков нагревателя, в том числе всего один, с любой другой подходящей пространственной конфигурацией. Кроме того, в различных вариантах реализации длина штырьков нагревателя может варьироваться. Например, в некоторых вариантах реализации штырьки нагревателя могут содержать небольшие выступы, в то время как в других вариантах реализации штырьки нагревателя могут проходить на любой части длины приемной камеры 536, включая примерно до 25%, примерно до 50%, примерно до 75% и примерно до полной длины приемной камеры. Еще в других вариантах реализации нагревательный узел 528 может принимать другие конфигурации. Примеры других конфигураций нагревателя, которые могут быть предназначены для использования в настоящем изобретении согласно приведенному выше обсуждению, могут быть найдены в патентах США №5,060,671 под авторством Counts и др.; №5,093,894 под авторством Deevi и др.; №5,224,498 под авторством Deevi и др.; №5,228,460 под авторством Sprinkel Jr. и др.; №5,322,075 под авторством Deevi и др.; №5,353,813 под авторством Deevi и др.; №5,468,936 под авторством Deevi и др.; №5,498,850 под авторством Das; №5,659,656 под авторством Das; №5,498,855 под авторством Deevi и др.; №5,530,225 под авторством Hajaligol; №5,665,262 под авторством Hajaligol; №5,573,692 под авторством Das и др.; и №5,591,368 под авторством Fleischhauer и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
В различных вариантах реализации управляющий корпус 302 может содержать воздухозаборник 538 (например, одно или более отверстий или проходов) в нем для обеспечения входа воздуха из окружающей среды во внутреннюю часть приемной камеры 536. Таким образом, в некоторых вариантах реализации приемное основание 534 может также содержать воздухозаборник. Таким образом, в некоторых вариантах реализации, когда потребитель осуществляет затяжку на мундштучном конце элемента 304 в виде источника аэрозоля, воздух может втягиваться через воздухозаборник управляющего корпуса и приемного основания в приемную камеру, проходить в элемент в виде источника аэрозоля и втягиваться через композицию 410 предшественника аэрозоля элемента в виде источника аэрозоля для вдыхания потребителем. В некоторых вариантах реализации втянутый воздух переносит пригодное для вдыхания вещество через необязательный фильтр 414 и наружу из отверстия на мундштучном конце 408 элемента в виде источника аэрозоля. С нагревательным элементом 532, расположенным внутри композиции предшественника аэрозоля, штырьки нагревателя могут быть активированы для нагрева композиции предшественника аэрозоля и может вызывать высвобождение пригодного для вдыхания вещества через элемент в виде источника аэрозоля.
Как описано выше со ссылкой, в частности, на ФИГ. 5 и 6, различные варианты реализации раскрытия настоящего изобретения используют нагреватель кондуктивного типа для нагрева композиции 410 предшественника аэрозоля. Как также указано выше, различные другие варианты реализации используют индукционный нагреватель для нагрева композиции предшественника аэрозоля. В некоторых из этих вариантов реализации нагревательный узел 528 может быть выполнен в виде индукционного нагревателя, который содержит трансформатор с индукционным передатчиком и индукционным приемником. В вариантах реализации, в которых нагревательный узел выполнен в виде индукционного нагревателя, внешний цилиндр 530 может быть выполнен в виде индукционного передатчика, а нагревательный элемент 532 (например, множество штырьков нагревателя), который проходит от приемного основания 534, может быть выполнен в виде индукционного приемника. В различных вариантах реализации индукционный передатчик и/или индукционный приемник могут быть расположены в управляющем корпусе 302 и/или элементе 304 в виде источника аэрозоля.
В различных вариантах реализации внешний цилиндр 530 и нагревательный элемент 532 в виде индукционного приемника и индукционного передатчика могут быть изготовлены из одного или более проводящих материалов, и в дополнительных вариантах реализации индукционный приемник может быть изготовлен из ферромагнитного материала, в том числе, без ограничения, кобальта, железа, никеля и их комбинаций. В одном примере реализации фольгированный материал выполнен из проводящего материала, а штырьки нагревателя выполнены из ферромагнитного материала. В различных вариантах реализации приемное основание может быть выполнено из непроводящего и/или изоляционного материала.
Внешний цилиндр 530 в виде индукционного передатчика может содержать слоистый материал с фольгированным материалом, который окружает несущий цилиндр. В некоторых вариантах реализации фольгированный материал может включать в себя электрическую дорожку, нанесенную на него посредством печати, такую как, например, одна или более электрических дорожек, которые могут в некоторых вариантах реализации образовывать структуру геликоидальной катушки, когда фольгированный материал расположен вокруг нагревательного элемента 532 в виде индукционного приемника. Каждое из фольгированного материала и несущего цилиндра могут образовывать трубчатую конфигурацию. Несущий цилиндр может быть выполнен с возможностью обеспечения опоры для фольгированного материала таким образом, что фольгированный материал не вступает в контакт с штырьками нагревателя и, таким образом, не приводит к короткому замыканию с ними. Таким образом, несущий цилиндр могут содержать непроводящий материал, который может быть по существу прозрачным для колебательного магнитного поля, вырабатываемого фольгированным материалом. В различных вариантах реализации фольгированный материал может быть встроен в несущий цилиндр или иным образом соединен с ним. В показанном варианте реализации фольгированный материал взаимодействует с наружной поверхностью несущего цилиндра; однако в других вариантах реализации фольгированный материал может быть расположен на наружной поверхности несущего цилиндра или быть полностью встроен в несущий цилиндр.
Фольгированный материал внешнего цилиндра 530 может быть выполнен с возможностью создания колебательного магнитного поля (например, магнитного поля, которое изменяется периодически во времени) при направлении через него переменного тока. Штырьки нагревателя нагревательного элемента 532 могут быть по меньшей мере частично расположены или размещены во внешнем цилиндре и могут содержать проводящий материал. Путем направления переменного тока через фольгированный материал в штырьках нагревателя могут создаваться вихревые токи за счет индукции. Вихревые токи, протекающие через сопротивление материала, образующего штырьки нагревателя, могут нагревать его с помощью джоулевой теплоты (т.е. за счет эффекта Джоуля). Штырьки нагревателя могут нагреваться беспроводным способом с образованием аэрозоля из композиции 410 предшественника аэрозоля, расположенной вблизи штырьков нагревателя.
Другие варианты реализации устройства доставки аэрозоля, управляющего корпуса и элемента в виде источника аэрозоля описаны в вышеуказанной заявке на патент США №15/916,834 под авторством Sur и др., в заявке на патент США №15/916,696 под авторством Sur и в заявке на патент США №15/836,086 под авторством Sur.
Как описано выше, устройство доставки аэрозоля примеров реализации может включать в себя различные электронные компоненты в контексте либо электронной сигареты, либо устройства с нагревом, но без горения, или даже в случае устройства, которое включает в себя функциональность каждого из них. На ФИГ. 7 показана электрическая схема устройства 700 доставки аэрозоля, которое может представлять собой одно или оба устройства 100, 300 доставки аэрозоля или включать функциональность каждого или обоих указанных устройств, согласно различным примерам реализаций раскрытия настоящего изобретения.
Как показано на ФИГ. 7, устройство 700 доставки аэрозоля включает в себя управляющий корпус 702 с источником 704 питания и управляющим компонентом 706, которые могут соответствовать соответствующему одному из следующего или включать его функциональность: управляющий корпус 102, 302, источник 212, 524 питания и управляющий компонент 208, 522. Устройство доставки аэрозоля также содержит нагревательный элемент 716, который может соответствовать нагревательному элементу 220, 532 или включать его функциональность. В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент выполнен с возможностью запитывания для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и имеет сопротивление, которое является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента. В этих вариантах реализации нагревательный элемент выполнен из элемента, включающего в себя платину (Pt), титан (Ti), медь (Cu), никель (Ni) или по меньшей мере один их сплав. В некоторых вариантах реализации устройство 700 доставки аэрозоля и, в частности, управляющий корпус 702 включает в себя нагревательный элемент или выводы 718, выполненные с возможностью соединения нагревательного элемента с управляющим корпусом.
В некоторых вариантах реализации управляющий компонент 706 включает в себя переключатель 708 питания, подключенный к источнику 704 питания и нагревательному элементу 716 и между ними, а также включает в себя схему 710 обработки, подключенную к переключателю питания. В некоторых вариантах реализации схема обработки выполнена с возможностью вывода сигнала в течение периода времени нагрева, чтобы вызвать с помощью переключателя питания переключаемое подключение напряжения, обеспечиваемого источником питания, и отключение от него для питания нагревательного элемента, как показано стрелкой 720. В этих вариантах реализации схема обработки также выполнена с возможностью измерения входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе, которое равно напряжению, обеспечиваемому источником питания, или пропорционально ему, как показано стрелкой 722. Схема обработки может измерять входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе с помощью датчика, например, аналогового датчика напряжения. В некоторых вариантах реализации входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе равно напряжению, обеспечиваемому источником питания.
Необязательно, в некоторых вариантах реализации управляющий компонент 706 включает в себя импульсный регулятор 712, включающий в себя переключатель 708 питания. Импульсный регулятор выполнен с возможностью понижения напряжения, обеспечиваемого источником 704 питания, до входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе 716, которое, таким образом, пропорционально напряжению, обеспечиваемому источником питания. В этих вариантах реализации изобретения входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе может быть выше или ниже, чем напряжение, обеспечиваемое источником питания. Один пример подходящего импульсного регулятора представляет собой модель MAX 15053 от компании Maxim Integrated Company.
В некоторых вариантах реализации изобретения управляющий компонент 706 также включает в себя токочувствительную схему 714 нижнего плеча, подключенную к нагревательному элементу 716 и схеме 710 обработки и между ними. Например, токочувствительная схема нижнего плеча может быть подключена к нагревательному элементу 716 посредством выводов 718. В этих вариантах реализации токочувствительная схема нижнего плеча выполнена с возможностью вырабатывания выходного напряжения, которое равно выходному напряжению нагревателя на нагревательном элементе или пропорционально ему, как показано стрелкой 724. В этих вариантах реализации изобретения схема обработки выполнена с возможностью измерения выходного напряжения от токочувствительной схемы нижнего плеча и определения сопротивления нагревательного элемента от входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе и выходного напряжения. В этих вариантах реализации схема обработки также выполнена с возможностью определения температуры нагревательного элемента по сопротивлению и регулирования сигнала, подаваемого к переключателю 708 питания при отклонении температуры от заданного установленного значения.
В некоторых вариантах реализации схема 710 обработки выполнена с возможностью вывода сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в течение периода времени нагрева, чтобы вызвать с помощью переключателя 708 питания переключаемое подключение напряжения, обеспечиваемого источником 704 питания, и отключение от него для питания нагревательного элемента 716. И схема обработки выполнена с возможностью регулирования рабочего цикла сигнала ШИМ при отклонении температуры нагревательного элемента от заданного установленного значения. В одном примере, когда температура нагревательного элемента выше заданного установленного значения, схема обработки может регулировать сигнал для размыкания переключателя питания в течение периода времени таким образом, что напряжение от источника питания отключается для питания нагревательного элемента в течение периода времени. Таким образом, температура нагревательного элемента может быть уменьшена до заданного установленного значения.
В некоторых вариантах реализации токочувствительная схема 714 нижнего плеча включает в себя шунтирующий резистор, соединенный с выходом нагревательного элемента и землей и между ними. В этих вариантах реализации изобретения выходное напряжение, вырабатываемое токочувствительной схемой нижнего плеча, равно выходному напряжению нагревателя, а выходное напряжение нагревателя равно входному напряжению резистора на шунтирующем резисторе. В этих вариантах реализации изобретения схема 710 обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента 716 дальше от значения сопротивления шунтирующего резистора. Токочувствительная схема нижнего плеча, включающая в себя шунтирующий резистор, будет описана более подробно со ссылкой на ФИГ. 8 ниже.
В других вариантах реализации токочувствительная схема 714 нижнего плеча включает в себя схему неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор. Обе схема неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор подключены к выходу нагревательного элемента 716. В этих вариантах реализации изобретения схема 710 обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по коэффициенту усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя и значению сопротивления шунтирующего резистора. В некоторых вариантах реализации величина сопротивления шунтирующего резистора является обратной величиной коэффициента усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя. В некоторых вариантах реализации токочувствительная схема нижнего плеча дополнительно включает в себя два развязывающих конденсатора, соединенных с неинвертирующим операционным усилителем. Два развязывающих конденсатора выполнены с возможностью подавления коэффициента усиления шума неинвертирующего операционного усилителя. Токочувствительная схема нижнего плеча, включающая в себя схему неинвертирующего операционного усилителя, будет описана более подробно со ссылкой на ФИГ. 9 ниже.
На ФИГ. 8 показана электрическая схема компонентов устройства доставки аэрозоля, включающего в себя источник 704 питания и схему 800 обработки и токочувствительную схему 802 нижнего плеча, которая может соответствовать соответственно схеме 710 обработки и токочувствительной схеме 714 нижнего плеча согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения. Один пример подходящей схемы обработки представляет собой микроконтроллер MSP430™ от компании Texas Instruments.
В одном примере токочувствительная схема 802 нижнего плеча включает в себя шунтирующий резистор 804, подключенный к выходу нагревательного элемента 716 и земле и между ними. В этом примере выходное напряжение, вырабатываемое токочувствительной схемой нижнего плеча, равно выходному напряжению нагревателя. А выходное напряжение нагревателя равно входному напряжению резистора на шунтирующем резисторе. Схема обработки может определять сопротивление нагревательного элемента по входному напряжению нагревателя и выходному напряжению, а также дополнительно по значению сопротивления шунтирующего резистора, как описано ниже.
В примере, показанном на ФИГ. 8, сопротивление нагревательного элемента 716 может быть выражено как:
где 
представляет собой напряжение нагревательного элемента 716 и может быть измерено схемой 800 обработки, например, с помощью датчика 806. В одном примере устройство доставки аэрозоля не содержит необязательный импульсный регулятор 712 и 
равно напряжению
, которое представляет собой напряжение, обеспечиваемое источником 704 питания. В другом примере устройство доставки аэрозоля включает в себя необязательный импульсный регулятор и представляет собой регулируемое напряжение, измеряемое схемой обработки.
Ток, протекающий через нагревательный элемент 716, может быть выражен как:
=
(2)
где 
имеет известное или предварительно заданное значение, например, 500 Ом. Таким образом, схема 800 обработки может измерять и 
и знать. На основании уравнений (1) и (2) схема обработки может вычислять сопротивление 
нагревательного элемента 716 следующим образом:
После вычисления сопротивления нагревательного элемента 716 схема 800 обработки может определять температуру нагревательного элемента по сопротивлению. Сопротивление является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента. Например, в зависимости от материала нагревательного элемента сопротивление может соответствовать конкретной температуре или диапазону температур. Соответствие между сопротивлением нагревательного элемента и температурой нагревательного элемента может быть сохранено в справочной таблице в памяти схемы обработки. Таким образом, проверяя справочную таблицу, схема обработки может определять температуру нагревательного элемента на основе сопротивления нагревательного элемента. Как пояснено выше, схема обработки может регулировать сигнал, подаваемый к переключателю 708 питания для управления температурой нагревательного элемента.
На ФИГ. 9 показана электрическая схема компонентов устройства доставки аэрозоля, включающего в себя источник 704 питания и схему 900 обработки и токочувствительную схему 902 нижнего плеча, которая может соответствовать соответственно схеме 710 обработки и токочувствительной схеме 714 нижнего плеча согласно другому примеру реализации раскрытия настоящего изобретения.
В одном примере токочувствительная схема 902 нижнего плеча включает в себя схему 906 неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор 904. Обе схема неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор подключены к выходу нагревательного элемента 716. В этом примере схема 900 обработки может определять сопротивление нагревательного элемента по входному напряжению нагревателя и выходному напряжению, а также по коэффициенту усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя и значению сопротивления шунтирующего резистора, как описано ниже.
В примере, показанном на ФИГ. 9, сопротивление нагревательного элемента 716 может быть выражено как:
где Коэффициент усиления представляет собой известный коэффициент усиления схемы 906 неинвертирующего операционного усилителя и представляет собой ток, протекающий через нагревательный элемент 716.
В приведенном выше примере может быть выражено в виде:
где - значение сопротивления шунтирующего резистора 904. Значение сопротивления шунтирующего резистора может быть использовано для измерения тока, протекающего через нагревательный элемент 716, который используется для вычисления нагревательного элемента, как пояснено ниже.
На основе уравнения (5) уравнение (4) может быть выражено в виде:
Таким образом, схема 900 обработки может измерять и знать коэффициент усиления. На основании уравнения (6) схема обработки может рассчитывать сопротивление нагревательного элемента 716.
В одном примере значение сопротивления шунтирующего резистора 904 является обратной величиной коэффициента усиления схемы 906 неинвертирующего операционного усилителя, то есть
. В этом примере приведенное выше уравнение (6) может быть выражено в виде:
В одном примере коэффициент усиления схемы 906 неинвертирующего операционного усилителя может регулироваться на основе значения сопротивления шунтирующего резистора 904.
В одном примере коэффициент усиления схемы 906 неинвертирующего операционного усилителя включает в себя коэффициент усиления сигнала и коэффициент усиления шума. В этом примере токочувствительная схема 902 нижнего плеча может включать в себя два развязывающих конденсатора 908 и 910, соединенных с неинвертирующим операционным усилителем. Два развязывающих конденсатора могут подавлять коэффициент усиления шума неинвертирующего операционного усилителя. Два развязывающих конденсатора могут, например, представлять 0,1 мкФ и 0,01 мкФ, соответственно. Для высокочастотного источника питания или аккумуляторов развязывающие конденсаторы могут, например, находиться в диапазоне от 0,01 мкФ до 0,1 мкФ. Для низкочастотного источника питания развязывающие конденсаторы могут, например, находиться в диапазоне от 1 мкФ до 10 мкФ.
Вышеприведенное описание использования изделия (изделий) может быть применено к различным примерам реализаций, описанным в настоящем документе, посредством незначительных преобразований, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Приведенное выше описание использования, однако, не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии (изделиях), как показано на ФИГ. 1-9, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения.
Множество модификаций и других вариантов реализации настоящего изобретения будут очевидны специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение, использующему раскрытия, представленные в вышеприведенном описании и на прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено раскрытыми в настоящем документе конкретными вариантами реализации и предусмотрено, что модификации и другие варианты реализации включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРОЙ В УСТРОЙСТВЕ ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2019 |
|
RU2827795C2 |
| ЗАРЯДНАЯ СХЕМА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2019 |
|
RU2823043C2 |
| УПРАВЛЯЮЩИЙ КОМПОНЕНТ ДЛЯ СЕГМЕНТИРОВАННОГО НАГРЕВАНИЯ В УСТРОЙСТВЕ ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2019 |
|
RU2816296C2 |
| УСТРОЙСТВО ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ (ВАРИАНТЫ) И УПРАВЛЯЮЩИЙ КОРПУС ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2019 |
|
RU2813182C2 |
| ДВУХПРОВОДНАЯ СИСТЕМА АУТЕНТИФИКАЦИИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2017 |
|
RU2743645C2 |
| УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2019 |
|
RU2816312C2 |
| ИНДУКЦИОННАЯ ЗАРЯДКА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2017 |
|
RU2760285C1 |
| ЛИТИЙ-ИОННАЯ БАТАРЕЯ С ЛИНЕЙНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2017 |
|
RU2745862C2 |
| ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2017 |
|
RU2762095C2 |
| ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ | 2017 |
|
RU2746892C2 |
Изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, более конкретно, к устройствам доставки аэрозоля, в которых может использоваться электрически вырабатываемое тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Предложено устройство доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля содержит источник питания, нагревательный элемент, имеющий сопротивление, которое является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента, и выключатель питания, соединенный с источником питания и нагревательным элементом и между ними. Устройство доставки аэрозоля также включает в себя схему обработки и токочувствительную схему нижнего плеча, подключенную к нагревательному элементу и схеме обработки и между ними. Токочувствительная схема нижнего плеча вырабатывает выходное напряжение, которое равно выходному напряжению нагревателя на нагревательном элементе или пропорционально ему. Схема обработки измеряет выходное напряжение, определяет сопротивление нагревательного элемента, определяет температуру нагревательного элемента по сопротивлению и регулирует сигнал, подаваемый на переключатель питания при отклонении температуры от заданного установленного значения. Технический результат - обеспечение устройств доставки аэрозоля с усовершенствованным электронным оборудованием, например, таким, которое может повысить удобство использования устройств. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее:
источник питания, выполненный с возможностью обеспечения напряжения;
нагревательный элемент, выполненный с возможностью запитывания для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, причем нагревательный элемент имеет сопротивление, которое является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента;
переключатель питания, подключенный к источнику питания и нагревательному элементу и между ними;
схему обработки, подключенную к переключателю питания и выполненную с возможностью вывода сигнала в течение периода времени нагрева, чтобы вызвать с помощью переключателя питания переключаемое подключение напряжения, обеспечиваемого источником питания, и отключение от него для питания нагревательного элемента, и с возможностью измерения входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе, которое равно напряжению, обеспечиваемому источником питания, или пропорционально ему; и
токочувствительную схему нижнего плеча, подключенную к нагревательному элементу и схеме обработки и между ними, при этом токочувствительная схема нижнего плеча выполнена с возможностью вырабатывания выходного напряжения, которое равно выходному напряжению нагревателя на нагревательном элементе или пропорционально ему,
причем схема обработки также выполнена с возможностью измерения выходного напряжения, определения сопротивления нагревательного элемента по входному напряжению нагревателя и выходному напряжению, определения температуры нагревательного элемента по сопротивлению и регулирования сигнала при отклонении температуры от заданного установленного значения.
2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором источник питания включает в себя одну или более батарей или элементов батарей.
3. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором выполнение схемы обработки с возможностью вывода сигнала включает ее выполнение с возможностью вывода сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ), причем выполнение схемы обработки с возможностью регулирования сигнала включает ее выполнение с возможностью регулирования рабочего цикла сигнала ШИМ.
4. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором нагревательный элемент выполнен из элемента, включающего в себя платину (Pt), титан (Ti), медь (Cu), никель (Ni) или по меньшей мере один их сплав.
5. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором композиция предшественника аэрозоля содержит одно или более из следующего: жидкость, твердое или полутвердое вещество.
6. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе равно напряжению, обеспечиваемому источником питания.
7. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, дополнительно содержащее импульсный регулятор, включающий в себя переключатель питания, причем импульсный регулятор выполнен с возможностью понижения напряжения, обеспечиваемого источником питания, до входного напряжения нагревателя, которое, таким образом, пропорционально напряжению, обеспечиваемому источником питания.
8. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя шунтирующий резистор, соединенный с выходом нагревательного элемента и землей и между ними, причем выходное напряжение, вырабатываемое токочувствительной схемой нижнего плеча, равно выходному напряжению нагревателя, а выходное напряжение нагревателя равно входному напряжению резистора на шунтирующем резисторе,
причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по значению сопротивления шунтирующего резистора.
9. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя схему неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор, оба из которых соединены с выходом нагревательного элемента,
причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по коэффициенту усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя и значению сопротивления шунтирующего резистора.
10. Устройство доставки аэрозоля по п. 9, в котором значение сопротивления шунтирующего резистора является обратной величиной коэффициента усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя.
11. Устройство доставки аэрозоля по п. 9, в котором токочувствительная схема нижнего плеча дополнительно включает в себя два развязывающих конденсатора, соединенных с неинвертирующим операционным усилителем и выполненных с возможностью подавления коэффициента усиления шумов неинвертирующего операционного усилителя.
12. Управляющий корпус устройства доставки аэрозоля, содержащий:
источник питания, выполненный с возможностью обеспечения напряжения;
нагревательный элемент или выводы, выполненные с возможностью соединения нагревательного элемента с управляющим корпусом, причем нагревательный элемент выполнен с возможностью запитывания для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля и имеет сопротивление, которое является переменным и пропорциональным температуре нагревательного элемента;
переключатель питания, подключенный к источнику питания и нагревательному элементу и между ними;
схему обработки, подключенную к переключателю питания и выполненную с возможностью вывода сигнала в течение периода времени нагрева, чтобы вызвать с помощью переключателя питания переключаемое подключение напряжения, обеспечиваемого источником питания, и отключение от него для питания нагревательного элемента, и с возможностью измерения входного напряжения нагревателя на нагревательном элементе, которое равно напряжению, обеспечиваемому источником питания, или пропорционально ему; и
токочувствительную схему нижнего плеча, подключенную к нагревательному элементу и схеме обработки и между ними, при этом токочувствительная схема нижнего плеча выполнена с возможностью вырабатывания выходного напряжения, которое равно выходному напряжению нагревателя на нагревательном элементе или пропорционально ему,
причем схема обработки также выполнена с возможностью измерения выходного напряжения, определения сопротивления нагревательного элемента по входному напряжению нагревателя и выходному напряжению, определения температуры нагревательного элемента по сопротивлению и регулирования сигнала при отклонении температуры от заданного установленного значения.
13. Управляющий корпус по п. 12, в котором источник питания включает в себя одну или более батарей или элементов батарей.
14. Управляющий корпус по п. 12, в котором выполнение схемы обработки с возможностью вывода сигнала включает ее выполнение с возможностью вывода сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ), причем выполнение схемы обработки с возможностью регулирования сигнала включает ее выполнение с возможностью регулирования рабочего цикла сигнала ШИМ.
15. Управляющий корпус по п. 12, в котором нагревательный элемент выполнен из элемента, включающего в себя платину (Pt), титан (Ti), медь (Cu), никель (Ni) или по меньшей мере один их сплав.
16. Управляющий корпус по п. 12, в котором композиция предшественника аэрозоля содержит одно или более из следующего: жидкость, твердое или полутвердое вещество.
17. Управляющий корпус по п. 12, в котором входное напряжение нагревателя на нагревательном элементе равно напряжению, обеспечиваемому источником питания.
18. Управляющий корпус по п. 12, дополнительно содержащий импульсный регулятор, включающий в себя переключатель питания, причем импульсный регулятор выполнен с возможностью понижения напряжения, обеспечиваемого источником питания, до входного напряжения нагревателя, которое, таким образом, пропорционально напряжению, обеспечиваемому источником питания.
19. Управляющий корпус по п. 12, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя шунтирующий резистор, соединенный с выходом нагревательного элемента и землей и между ними, причем выходное напряжение, вырабатываемое токочувствительной схемой нижнего плеча, равно выходному напряжению нагревателя, а выходное напряжение нагревателя равно входному напряжению резистора на шунтирующем резисторе,
причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по значению сопротивления шунтирующего резистора.
20. Управляющий корпус по п. 12, в котором токочувствительная схема нижнего плеча включает в себя схему неинвертирующего операционного усилителя и шунтирующий резистор, оба из которых соединены с выходом нагревательного элемента,
причем схема обработки выполнена с возможностью определения сопротивления нагревательного элемента дополнительно по коэффициенту усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя и значению сопротивления шунтирующего резистора.
21. Управляющий корпус по п. 20, в котором значение сопротивления шунтирующего резистора является обратной величиной коэффициента усиления схемы неинвертирующего операционного усилителя.
22. Управляющий корпус по п. 20, в котором токочувствительная схема нижнего плеча дополнительно включает в себя два развязывающих конденсатора, соединенных с неинвертирующим операционным усилителем и выполненных с возможностью подавления коэффициента усиления шумов неинвертирующего операционного усилителя.
| WO 2014166121 A1, 16.10.2014 | |||
| WO 2017012105 A1, 26.01.2017 | |||
| EP 3249488 A1, 29.11.2017 | |||
| US 20170135406 A1, 18.05.2017 | |||
| CN 106820275 A, 13.06.2017. |
