ГЕНЕРАТОР АЭРОЗОЛЯ С ДВУХБАТАРЕЙНЫМ УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ Российский патент 2025 года по МПК A24F40/57 H01M10/657 H05B1/02 

Изобретение относится к способу и устройству для генерирования аэрозоля. Некоторые устройства, генерирующие аэрозоль, включают источники питания.

Батареи известны и используются в качестве источников питания для портативных устройств, включая устройства, генерирующие аэрозоль. Некоторые батареи, такие как литий-ионные батареи, обладают высокой зарядной емкостью для более длительной работы устройства, генерирующего аэрозоль.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый источник питания и второй источник питания. Устройство, генерирующее аэрозоль, может также содержать нагревательную схему. Нагревательная схема может быть выполнена с возможностью получения питания от первого источника питания для нагревания второго источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать также устройство для образования аэрозоля. Устройство для образования аэрозоля может быть функционально соединено с первым источником питания и выполнено с возможностью генерирования аэрозоля из субстрата, генерирующего аэрозоль, в ответ на ситуацию, когда температура превышает вторую пороговую температуру.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ. Способ может включать определение температуры первого источника питания или второго источника питания. Способ может также включать нагревание второго источника питания с использованием нагревательной схемы, получающей питание от первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура ниже первой пороговой температуры. Способ может дополнительно включать генерирование аэрозоля из устройства для образования аэрозоля с использованием питания от первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура превышает вторую пороговую температуру.

Включение по меньшей мере одного второго источника питания в устройство или способ может обеспечивать высокоэффективную работу в широком диапазоне температур, в частности, в диапазоне низких температур, в котором по меньшей мере один источник питания может быть неэффективным. Использование второго источника питания может обеспечивать повышенную общую емкость батарей в процессе работы в диапазоне пониженных температур, например, за счет использования первого источника питания при надлежащем нагреве или использования первого источника питания в течение короткого времени при температуре ниже пороговой только для нагревания второго источника питания. Использование второго источника питания также может делать возможными конструкции, которые обеспечивают возможность более быстрого нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в диапазоне низких температур, например, за счет более быстрого доведения первого источника питания до температуры или использования второго источника питания для начала нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, до того, как первый источник питания будет доведен до соответствующей температуры. Кроме того, применение второго источника питания для нагревания первого источника питания в диапазоне низких температур может обеспечивать увеличенный срок службы первого источника питания.

В одном или более аспектах второй источник питания может иметь размер и форму, которые позволяют нагреть его быстрее, чем первый источник питания. В одном примере второй источник питания может иметь большую площадь поверхности на единицу объема, чем первый источник питания. Большая площадь на единицу объема может обеспечивать более быстрое нагревание.

Первый источник питания может иметь цилиндрическую форму. Второй источник питания может иметь планарную форму. В одном примере первый источник питания, второй источник питания или они оба могут быть выполнены в виде тонкопленочной батареи. В некоторых примерах первый источник питания, второй источник питания или они оба могут быть выполнены путем печати на подложке. Печать одного или более источников питания на подложке может обеспечить легкость изготовления по сравнению со сборкой множества отдельных источников питания на подложке.

В одном или более аспектах второй источник питания может быть разъемно соединен с нагревательной схемой. Разъемное соединение с нагревательной схемой может позволить использовать источники питания одноразовых или съемных типов в качестве второго источника питания.

В одном или более аспектах первый источник питания может быть неразъемным образом соединен с устройством для образования аэрозоля. Первый источник питания может получать преимущество более долгого срока службы при использовании второго источника питания при низких температурах, благодаря чему химические вещества в составе батареи могут обладать большей энергоемкостью, которую можно использовать.

В одном или более аспектах может осуществляться активация нагревательной схемы или определение температуры первого или второго источника питания в ответ на определение движения датчиком движения. Дополнительно или в качестве альтернативы активация нагревательной схемы или определение температуры первого источника питания могут осуществляться в ответ на включение устройства, генерирующего аэрозоль.

В одном или более аспектах первый источник питания может иметь более высокую энергоемкость, чем второй источник питания. Первый источник питания может иметь больший физический объем, чем второй источник питания.

В одном или более аспектах устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать нагревательную схему, выполненную с возможностью нагревать один или оба из первого и второго источников питания. В частности, нагревательная схема может быть выполнена с возможностью нагрева второго источника питания быстрее, чем первого источника питания.

В одном или более аспектах нагревательная схема может быть выполнена с возможностью получения питания от первого источника питания, второго источника питания или от них обоих. Дополнительно или в качестве альтернативы устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать конденсатор для накопления электрической энергии, который может использоваться в дополнение к или в качестве альтернативы подаче питания на нагревательную схему для нагревания первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

В одном или более аспектах второй источник питания может быть функционально соединен с устройством для образования аэрозоля для подачи питания на устройство для образования аэрозоля, когда температура превышает первую пороговую температуру. Второй источник питания может подавать питание на устройство для образования аэрозоля до тех пор, пока температура не превысит вторую пороговую температуру. Вторая пороговая температура может быть выше первой пороговой температуры.

Контроллер устройства, генерирующего аэрозоль, может быть выполнен с возможностью определения температуры первого источника питания, второго источника питания или их обоих. Контроллер может быть функционально соединен с одним или более датчиками температуры. Датчик температуры может быть запитан активно или пассивно.

В одном или более аспектах нагревательная схема может быть выполнена с возможностью получения питания от первого источника питания для нагревания второго источника питания, когда температура второго источника питания ниже первой пороговой температуры. В частности, температура второго источника питания может сравниваться с первой пороговой температурой. В ответ на ситуацию, когда температура второго источника питания превышает первую пороговую температуру, нагревательная схема может быть выполнена с возможностью получения питания от второго источника питания для нагревания первого источника питания, когда температура первого источника питания ниже второй пороговой температуры. В частности, температура первого источника питания может сравниваться со второй пороговой температурой. После того как температура первого источника питания превышает вторую пороговую температуру, первый источник питания может быть использован для подачи питания на устройство для образования аэрозоля. Второй источник питания также может быть перезаряжен с использованием первого источника питания.

Ниже приведен неисчерпывающий перечень неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков в этих примерах может комбинироваться с любым одним или более признаками в другом примере, варианте осуществления или аспекте, описанных в данном документе.

Пример 1: Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит первый источник питания, второй источник питания, нагревательную схему, выполненную с возможностью получения питания от первого источника питания для нагревания второго источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры, и устройство для образования аэрозоля, функционально связанное с первым источником питания и выполненное с возможностью генерирования аэрозоля из субстрата, генерирующего аэрозоль, в ответ на ситуацию, когда температура превышает вторую пороговую температуру.

Пример 2: Способ включает определение температуры первого источника питания или второго источника питания, нагревание второго источника питания с использованием нагревательной схемы, получающей питание от первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура ниже первой пороговой температуры; и генерирование аэрозоля из устройства для образования аэрозоля с использованием питания от первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура превышает вторую пороговую температуру.

Пример 3: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором второй источник питания выполнен с размером и формой, позволяющими нагревать его быстрее, чем первый источник питания.

Пример 4: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором второй источник питания имеет большую площадь поверхности на единицу объема, чем первый источник питания.

Пример 5: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором первый источник питания имеет цилиндрическую форму.

Пример 6: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором второй источник питания имеет планарную форму.

Пример 7: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором первый источник питания или второй источник питания содержит тонкопленочную батарею.

Пример 8: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором первый источник питания имеет более высокую энергоемкость, чем второй источник питания.

Пример 9: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором первый источник питания имеет больший объем, чем второй источник питания.

Пример 10: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором нагревательная схема выполнена с возможностью нагрева второго источника питания быстрее, чем первого источника питания.

Пример 11: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором нагревательная схема дополнительно выполнена с возможностью получения питания от первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

Пример 12: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором нагревательная схема дополнительно выполнена с возможностью получения питания от конденсатора для нагревания первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

Пример 13: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля, когда температура превышает первую пороговую температуру.

Пример 14: Устройство или способ согласно примеру 13, в котором второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля до тех пор, пока температура не превысит вторую пороговую температуру.

Пример 15: Устройство или способ согласно примеру 13 или 14, в котором второй источник питания перезаряжается с использованием первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура превышает вторую пороговую температуру.

Пример 16: Устройство или способ согласно любому из примеров 13-15, в котором вторая пороговая температура представляет собой температуру, более высокую, чем первая пороговая температура.

Пример 17: Устройство или способ согласно любому из предшествующих примеров, дополнительно включающее(ий) контроллер, выполненный с возможностью определения температуры первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

Пример 18: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором температура второго источника питания сравнивается с первой пороговой температурой, а температура первого источника питания сравнивается со второй пороговой температурой.

Пример 19: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором первый источник питания или второй источник питания образованы путем печати на подложке.

Пример 20: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором второй источник питания разъемно соединен с нагревательной схемой.

Пример 21: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором первый источник питания неразъемно соединен с устройством для образования аэрозоля.

Пример 22: Устройство или способ согласно любому из предыдущих примеров, в котором осуществляется активация нагревательной схемы или определение температуры в ответ на обнаружение движения датчиком движения.

Пример 23: Устройство или способ согласно любому из примеров 1-21, в котором осуществляется активация нагревательной схемы или определение температуры в ответ на включение устройства, генерирующего аэрозоль.

Далее примеры будут дополнительно описаны со ссылкой на графические материалы, на которых:

на ФИГ. 1 схематически проиллюстрирован один пример устройства, генерирующего аэрозоль, с двухбатарейным устройством для нагревания;

на ФИГ. 2 схематически проиллюстрирован другой пример устройства, генерирующего аэрозоль;

на ФИГ. 3 схематически проиллюстрирован один пример первого источника питания;

на ФИГ. 4 схематически проиллюстрирован один пример второго источника питания; и

на ФИГ. 5 показана блок-схема одного примера способа с использованием двухбатарейного устройства для нагревания.

При низких температурах в работе литий-ионных батарей могут возникать проблемы. В условиях низких температур как емкость батареи, так и напряжение, которое батарея может выдавать на свои выводы, могут быть снижены. Такая ситуация может привести к повреждению или потере функциональности устройства, питаемого литий-ионной батареей. Например, устройство может быть выполнено с возможностью отключаться, если устройство, содержащее батарею, используется, когда емкость батареи ниже предписанного уровня (обычно 5 или 10%), для защиты устройства от ситуации, когда подача энергии прекращается, что может привести его в состояние невозможности восстановления. Также, если выходное напряжение батареи падает ниже ожидаемого уровня, питаемые ей электронные компоненты могут не работать или могут работать нестабильным и непредсказуемым образом. Если батарея возвращается в нормальное состояние, она может начать работать как обычно, однако питаемое ей устройство может быть необходимо перезагрузить для того, чтобы оно вернулось к нормальной работе. Однако если попытаться зарядить литий-ионную батарею при низких температурах, это может привести к оседанию лития на аноде, что может стать причиной необратимых повреждений. Такое повреждение может накапливаться со временем и при его продолжении батарея может стать нефункциональной. Соответственно, может быть полезно поддерживать батарею при более высокой температуре, чтобы она могла функционировать при предпочтительных напряжении и емкости батареи, и чтобы существовала возможность заряжать ее.

Емкость литиевой батареи обычно падает с температурой, даже при температурах, считающихся нормальными. Например, емкость литий-ионной батареи может падать в случае снижения температуры батареи, даже выше 0°C. Снижение емкости может становиться более выраженным при приближении температуры к 0°C и может считаться значительным при температуре ниже 0°C. При такой низкой температуре функционирование устройства может становиться проблематичным. Кроме того, зарядка батареи при таких низких температурах может отрицательно сказаться на ее сроке службы, в зависимости от конструкции как устройства, так и батареи. Для зарядки температуры выше диапазона от 0°C до 5°C (в зависимости от конструкции батареи) могут считаться нормальными, а температуры ниже этого уровня могут считаться нежелательно низкими.

Настоящее описание относится к возвращению батареи в благоприятное состояние путем ее нагревания, если батарея оказывается в состоянии низкой температуры. Нагревание может осуществляться самим устройством, что дает возможность автонагревания. После возвращения батареи к более высокой температуре емкость также может вернуться в благоприятное состояние, и показатели на выводах батареи могут вернуться к нормальным и она может функционировать более предсказуемым образом.

Во время нагревания из состояния низкой температуры батарея может оставаться в неблагоприятном состоянии. Этот срок может быть более продолжительным из-за форм-фактора батареи. Например, некоторые батареи имеют цилиндрическую форму. Теплу, воздействующему на внешнюю поверхность такой батареи, может потребоваться некоторое время для проникновения во внутренний объем батареи. Сквозное нагревание в зависимости от формы батареи может обеспечивать более быстрое нагревание. В одном примере вся площадь поверхности плоской батареи может быть расположена вблизи нагревателя или нагревательной схемы. Однако такая плоская форма батареи может не быть практичной для обеспечения большой энергоемкости в устройстве, генерирующем аэрозоль, по сравнению с цилиндрической формой.

Настоящее изобретение относится к организации накопления энергии в устройстве, генерирующем аэрозоль, для выполнения обоих требований: быстрого нагревания батареи до рабочей температуры, а также обеспечения возможности накопления достаточной энергии для многократного использования устройства.

На ФИГ. 1 показано устройство 100, генерирующее аэрозоль, которое может содержать различные компоненты, обеспечивающие возможность двухбатарейного устройства для нагревания для применения при низких температурах. Устройство 100, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из следующего: устройство 110 для образования аэрозоля, первый источник 120 питания, второй источник 130, контроллер 140, опциональный отличный от батареи источник 150 питания, нагревательная схема 160 и субстрат 170, генерирующий аэрозоль. Устройство 100 может также содержать один или более других компонентов, таких как кожух 105, мундштук, интерфейс внешнего устройства, исполнительный элемент, интерфейс связи, дисплей, динамик, переключатель и датчик затяжки. Хотя они показаны по отдельности, в некоторых вариантах осуществления устройство 110 для образования аэрозоля и нагревательная схема 160 могут быть частью одной нагревательной системы. Первый источник 120 питания, второй источник 130 питания или они оба могут представлять собой батарею. Каждая батарея может быть одноразовой или перезаряжаемой.

Как показано, устройство может содержать по меньшей мере два источника питания, такие как первый источник 120 питания и второй источник 130 питания. Хотя показано только по одному из каждого источника питания, также может быть предусмотрено по два или более каждого источника питания.

Конструкция каждого источника питания может быть оптимизирована для отдельной цели. Первый источник 120 питания может быть оптимизирован в пользу энергоемкости. Второй источник 130 питания может быть оптимизирован в пользу быстрого нагревания первого источника 120 питания. Второй источник 130 питания может иметь размер, форму и положение в устройстве, обеспечивающие возможность быстрого нагревания, а первый источник 120 питания может иметь форму, обеспечивающую возможность эффективного накопления большого количества энергии. В одном примере второй источник 130 питания может характеризоваться формой и размещением в устройстве 100, обеспечивающими возможность более быстро нагревать его, например может иметь плоскую форму с большой площадью поверхности вблизи нагревательной схемы 160. В некоторых случаях эта конфигурация может использоваться, когда второй источник 130 питания может быть напечатан на той же подложке, что и другие электронные компоненты устройства 100.

В одном или более аспектах первый источник 120 питания может иметь более высокую энергоемкость, чем второй источник 130 питания Первый источник 120 питания может иметь больший физический объем, чем второй источник 130 питания. В одном примере первый источник питания 120 и второй источник питания 130 могут иметь одинаковую общую форму, но первый источник питания 120 может быть крупнее, чем второй источник питания 130, и может иметь меньшую площадь поверхности на единицу объема, чем второй источник питания.

В одном или более аспектах второй источник питания 130 может быть выполнен с возможностью более быстрого нагревания, чем первый источник питания 120. Второй источник питания 130 может быть выполнен с размером и формой, которые обеспечивают возможность более быстрого нагревания по сравнению с первым источником питания 120 В одном примере второй источник 130 питания может иметь большую площадь поверхности на единицу объема, чем первый источник 120 питания. Большая площадь на единицу объема может обеспечивать более быстрое нагревание.

Форма источника питания может быть показателем площади поверхности на единицу объема. В одном примере первый источник 120 питания может иметь цилиндрическую форму. Второй источник 130 питания может иметь планарную форму, такую как прямоугольная пирамида, которая является широкой и длинной, но относительно тонкой. В одном примере первый источник 120 питания, второй источник 130 питания или они оба могут быть выполнены в виде тонкопленочной батареи. В некоторых примерах первый источник 120 питания, второй источник 130 питания или они оба могут быть образованы путем печати на подложке для электронных компонентов. Отличный от батареи источник 150 питания также может быть напечатан на подложке. Подложка может представлять собой печатную плату (PCB, ППМ), которая может электрически или механически соединять первый и второй источники питания с другими компонентами устройства, генерирующего аэрозоль.

В одном или более аспектах устройство 100, генерирующее аэрозоль, может содержать нагревательную схему, выполненную с возможностью нагревать один или оба из первого и второго источников питания. В частности, нагревательная схема может быть выполнена с возможностью нагрева второго источника питания быстрее, чем первого источника питания. Нагревательная схема может быть термически соединена с одним или обоими из первого и второго источников питания. Нагревательная схема может быть электрически соединена с одним или обоими из первого и второго источников питания. В одном примере нагревательная схема может иметь прямое термическое соединение со вторым источником, обладающее более высокой теплопроводностью, чем термическое соединение с первым источником питания. В другом примере теплопроводность между нагревательной схемой и первым и вторым источниками питания может управляться контроллером.

В некоторых вариантах осуществления при низких температурах устройство 100 может исполнять процесс нагревания первого источника 120 питания или второго источника 130 питания с использованием нагревательной схемы 160, которая может использовать энергию от первого источника 120 питания, второго источника 130 питания или другого источника 150 энергии или питания, такого как конденсатор или суперконденсатор.

Второй источник 130 питания может быть выполнен с возможностью быстрого нагревания. Соответственно, период времени для нагревания второго источника 130 питания до конкретной температуры может быть меньше, чем для первого источника 120 питания, даже когда они подвергаются одинаковому нагреванию. Второй источник 130 питания также может иметь более короткий срок службы, чем первый источник 120 питания, предназначенный для накопления энергии. В некоторых случаях второй источник 130 питания может представлять собой сменный источник питания (см. ФИГ. 2).

В некоторых вариантах осуществления более одного источника питания может быть предусмотрено и использоваться в качестве одного или обоих из первого источника питания или второго источника питания. В одном примере может использоваться множество маленьких источников питания. Маленький источник питания можно легко и быстро нагреть для достижения полной емкости. Затем маленький источник питания может генерировать тепло, которое может использоваться частично для того, чтобы давать возможность устройству или его части нагревать другой маленький источник питания. Нагревание маленьких источников питания может продолжаться. В одном примере множество маленьких источников питания может быть напечатано на подложке для электронных компонентов. Каждый из маленьких источников питания может представлять собой часть или секцию более крупного источника питания. В одном примере единственная батарея может использоваться в качестве первого источника 120 питания, и множество маленьких батарей может использоваться в качестве второго источника 130 питания.

Контроллер 140 устройства 100, генерирующего аэрозоль, может быть выполнен с возможностью определения температуры первого источника 120 питания или второго источника 130 питания отдельно, или по меньшей мере определять температуру, указывающую на температуру первого источника 120 питания и второго источника 130 питания, такую как окружающая температура вблизи одного из или обоих источников питания. Контроллер 140 может быть функционально соединен с датчиком температуры, используемым для определения таких температур, или включать такой датчик. Датчик температуры может быть запитан активно или пассивно.

В некоторых вариантах осуществления о нагревании первого или второго источника 120, 130 питания могут сигнализировать один или более датчиков устройства 100, такие как датчик движения или датчик температуры, который передает информацию о том, что устройство скоро будет помещено в прохладные условия. Например, датчик движения может определять, что устройство 100 было вынуто из кармана или поднесено к губам. В другом примере датчик температуры может определять внешнюю температуру, воздействующую на устройство 100, и определять, что устройство охлаждается. В таких случаях может быть осуществлено нагревание первого источника 120 питания нагревательной схемой 160 для предотвращения охлаждения первого источника 120 питания и, соответственно, демонстрации им ухудшения рабочих характеристик.

В одном или более аспектах активация нагревательной схемы 160 или определение температуры может осуществляться в ответ на определение движения датчиком движения. Дополнительно или в качестве альтернативы активация нагревательной схемы 160 или определение температуры первого источника 120 питания могут осуществляться в ответ на включение устройства 100, генерирующего аэрозоль.

Зарядное устройство аэрозольного устройства может быть внешним по отношению к устройству, генерирующему аэрозоль, и может быть выполнено с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, для зарядки одного или более источников питания устройства 100. Например, устройство 100 может содержать интерфейс внешнего устройства, который может содержать зарядный интерфейс, выполненный с возможностью функционального соединения с интерфейсом зарядного устройства. Зарядное устройство может быть портативным, так что пользователь имеет возможность держать и перемещать устройство, генерирующее аэрозоль, соединенное с зарядным устройством. Один пример зарядного устройства представляет собой зарядное устройство IQOS, продаваемое компанией Philip Morris Products SA (Невшатель, Швейцария).

Кожух 105 устройства 100 может использоваться для вмещения компонентов. Некоторые компоненты могут быть соединены с кожухом 105. Кожух 105 может иметь размер и форму, позволяющие пользователю держать его руками и осуществлять на нем затяжку ртом. Кожух 105 может быть выполнен как единое целое в виде одной части, или он может выполнен из множества частей, разъемно соединенных друг с другом.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллерную часть и расходную часть. Кожух 105 может быть разделен на контроллерную часть и расходную часть. В целом контроллерная часть может содержать компоненты, которые не предназначены для замены, а расходная часть может содержать компоненты, которые предназначены для замены в течение срока эксплуатации устройства, генерирующего аэрозоль. Например, контроллерная часть может содержать переключатель, датчик затяжки, по меньшей мере часть устройства 110 для образования аэрозоля, нагревательную схему 160, контроллер 140, первый источник 120 питания, второй источник 130 питания, исполнительный элемент, интерфейс связи, дисплей или динамик. Расходная часть может включать в себя, например, субстрат, генерирующий аэрозоль, часть устройства для образования аэрозоля и необязательно второй источник 130 питания. Контроллерная и расходная части могут быть постоянно или разъемно соединены друг с другом. Расходная часть может быть заменена полностью, или могут быть удалены и заменены различные компоненты расходной части. Расходная часть также может быть описана как мундштучная часть, и она может содержать мундштук, обеспечивающий возможность осуществления затяжек пользователем.

Субстрат 170, генерирующий аэрозоль, может иметь любую подходящую форму. Например, субстрат 170 может быть твердым или жидким. Субстрат 170 может быть заключен в кожухе или картридже для субстрата, которые могут быть соединены с расходной частью кожуха. Устройство 110 для образования аэрозоля может быть функционально соединено с субстратом 170, генерирующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля при активации.

Устройство 110 для образования аэрозоля может быть соединено с кожухом 105 устройства 100. Часть или все устройство 110 для образования аэрозоля может быть соединено с расходной частью кожуха 105. Часть или все устройство для образования аэрозоля может быть соединено с контроллерной частью кожуха 105.

В устройстве 110 для образования аэрозоля может использоваться любая подходящая технология для генерирования аэрозоля из субстрата 170, генерирующего аэрозоль. В некоторых случаях устройство 110 для образования аэрозоля может быть соединено термически или по текучей среде с субстратом 170, генерирующим аэрозоль. Устройство 110 для образования аэрозоля может быть совместимо для использования с различными типами субстратов, генерирующих аэрозоль.

Устройство 110 для образования аэрозоля может содержать нагреватель, нагревательную катушку, химический источник тепла (например, углеродный источник тепла) или любое подходящее средство, которое нагревает субстрат 170 для генерирования аэрозоля. Устройство 110 для образования аэрозоля может быть соединено с контроллерной частью кожуха 105 для приема электропитания от первого или второго источника 120, 130 питания, и оно может быть расположено смежно с субстратом 170. Например, устройство 110 для образования аэрозоля может быть выполнено в форме нагревателя, и субстрат 170 может быть заключен в кожухе для субстрата. Нагревательный элемент нагревателя может быть расположен смежно с кожухом для субстрата, и он может нагреваться для образования аэрозоля из жидкого или твердого субстрата. Часть устройства для образования аэрозоля также может быть соединена с расходной частью кожуха 105. Например, нагревательная катушка может содержать токоприемник, соединенный с расходной частью, и катушку индуктивности, соединенную с контроллерной частью и выполненную с возможностью передачи энергии на токоприемник для нагрева субстрата.

Устройство 110 для образования аэрозоля может содержать распылитель. Жидкий субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть заключен в кожухе для субстрата, и он может сообщаться по текучей среде с распылителем. Распылитель может механически генерировать аэрозоль из жидкого субстрата.

Устройство 110 для образования аэрозоля может быть совместимым для использования с субстратом, генерирующим аэрозоль, имеющим источник никотина и источник молочной кислоты. Источник никотина может содержать сорбционный элемент, такой как фитиль из полиэтилентерефталата (PTFE) с адсорбированным на нем никотином, который может быть вставлен в камеру, образующую первое отделение. Источник молочной кислоты может содержать сорбционный элемент, такой как фитиль из PTFE, с адсорбированной на нем молочной кислотой, который может быть вставлен в камеру, образующую второе отделение. Устройство 110 для образования аэрозоля может содержать нагреватель для нагрева как источника никотина, так и источника молочной кислоты. В этом случае пар никотина может вступать в реакцию с паром молочной кислоты в газовой фазе с образованием аэрозоля.

Указанный переключатель может быть соединен с контроллерной частью кожуха 105 и функционально соединен с контроллером 140. Указанный переключатель может быть расположен в или на кожухе 105 с возможностью доступа к нему пользователя. Переключатель может использовать любой подходящий механизм для приема входных воздействий от пользователя. Например, указанный переключатель может содержать кнопку или рычажок. В ответ на нажатие, переключение или иную манипуляцию, осуществляемую пользователем, переключатель может быть активирован или деактивирован.

Переключатель может быть связан с одной или более функциями. В частности, задействование переключателя может инициировать различные функциональные возможности устройства 100, , генерирующего аэрозоль. Например, в ответ на задействование переключателя может быть активировано устройство 110 для образования аэрозоля. Указанный переключатель может быть задействован для подачи питания (например, активации) и освобожден для прекращения подачи питания (например, деактивации) на устройство 110 для образования аэрозоля или другие компоненты.

В дополнение или в качестве альтернативы переключателю с устройством для образования аэрозоля может быть соединен датчик затяжки для активации устройства для образования аэрозоля. Датчик затяжки может быть функционально соединен с контроллером 140 устройства 100, генерирующего аэрозоль. Указанный датчик затяжки обеспечивает возможность определения выполнения пользователем вдыхания на мундштуке расходной части. Датчик затяжки может быть расположен внутри канала воздушного потока в устройстве, генерирующем аэрозоль, для определения осуществления пользователем вдыханий или затяжек на устройстве 100. Затяжка может определяться контроллером 140 с помощью датчика затяжек. Неограничивающие типы датчиков затяжки могут включать одно или более из следующего: вибрационную мембрану, пьезоэлектрический датчик, мембрану в виде сетки, датчик давления (например, емкостной датчик давления) и переключатель, срабатывающий по потоку воздуха.

Переключатель может быть описан как часть пользовательского интерфейса устройства 100, генерирующего аэрозоль. Пользовательский интерфейс может включать любые компоненты, которые взаимодействуют с любыми из чувств пользователя, такими как осязание, зрение, слух, вкус или обоняние.

Динамик также может быть описан как часть пользовательского интерфейса. Динамик может быть соединен с контроллерной частью кожуха 105. Динамик может быть расположен в или на кожухе 105 таким образом, чтобы пользователь мог слышать звук, генерируемый динамиком. Возможен динамик любых размеров и типа, подходящих для генерирования звука в портативном устройстве, генерирующем аэрозоль. Динамик может быть простым и содержать зуммер для генерирования одного или более тонов. Динамик может иметь более высокое качество, чем зуммер, и он может быть способен обеспечивать голосовые звуки или даже музыкальные звуки.

Дисплей может также быть описан как часть пользовательского интерфейса. Дисплей может быть соединен с контроллерной частью кожуха 105. Дисплей может быть расположен в или на кожухе 105 таким образом, чтобы дисплей был виден пользователю. Дисплей может быть любых размеров и типа, подходящих для отображения зрительных образов на портативном устройстве, генерирующем аэрозоль. Дисплей может быть простым, и он может содержать единственный источник света, такой как светодиод, для отображения одного или более пикселей или одного или более цветов. Дисплей может иметь более высокое разрешение, чем единственный источник света, и он может быть способен отображать изображения.

Интерфейс внешнего устройства 100, генерирующего аэрозоль, может включать интерфейс связи. Интерфейс связи может быть соединен с контроллерной частью кожуха 105. Интерфейс связи может быть расположен в или на кожухе 105.

Интерфейс связи может быть функционально соединен с другими устройствами и использоваться для передачи данных через проводное или беспроводное соединение. Интерфейс связи может быть соединен с одной или более сетями. Например, интерфейс связи может быть соединен с сетью с низким энергопотреблением и широким территориальным охватом (LPWAN), например с сетью, использующей технологии от компании Sigfox или организации LoRa Alliance.

Интерфейс связи может быть функционально соединен с дистанционным пользовательским устройством. Например, дистанционное пользовательское устройство может представлять собой смартфон, планшет или другое устройство, удаленное от устройства, генерирующего аэрозоль. Дистанционное пользовательское устройство может содержать свой собственный интерфейс связи для соединения с устройством, генерирующим аэрозоль. Интерфейс связи устройства, генерирующего аэрозоль, может быть соединен с Интернетом непосредственно или не напрямую, а через дистанционное пользовательское устройство (например, смартфон) или через сеть, такую как LPWAN.

Интерфейс связи может содержать антенну для беспроводной связи. Интерфейс беспроводной связи может использовать протокол Bluetooth, такой как Bluetooth с низким энергопотреблением. Интерфейс связи может содержать порт мини-универсальной последовательной шины (мини-USB) для проводной связи. Интерфейс проводной связи может также использоваться в качестве соединения для передачи мощности при зарядке.

Любой подходящий внешний источник питания также может использоваться для перезарядки первого источника питания, второго источника питания или даже конденсатора. Интерфейс внешнего устройства может содержать зарядный интерфейс, который может быть объединен с интерфейсом проводной связи или быть отдельным от него и функционально соединен с источником питания для перезарядки первого источника 120 питания, второго источника 130 питания, отличного от батареи источника 150 питания или любой их комбинации. Каждый источник питания 120, 130, 150 может быть соединен с контроллерной частью кожуха 105.

Каждый источник питания 120, 130, 150 может быть расположен в или на кожухе 105. Каждый источник питания 120, 130, 150 может быть разъемно соединен с кожухом 105 (предназначенным для замены) или постоянно соединен с кожухом (не предназначенным для замены). Постоянный источник питания может быть описан как несъемный или не присоединенный разъемно источник питания.

Каждый источник питания 120, 130, 150 может подавать питание на различные компоненты. Каждый источник питания 120, 130, 150 может быть функционально соединен по меньшей мере с устройством 110 для образования аэрозоля. Каждый источник питания 120, 130, 150 может быть функционально соединен с устройством 110 для образования аэрозоля с использованием контроллера 140.

В некоторых вариантах осуществления первый источник 120 питания может быть функционально соединен с устройством 110 для образования аэрозоля для подачи питания. Первый источник 120 питания может быть функционально соединен со вторым источником 130 питания для зарядки второго источника питания или с отличным от батареи источником 150 питания для зарядки не являющегося батареей источника питания. Первый источник 120 питания может быть функционально соединен с нагревательной схемой 160 для подачи питания для нагревания одного или более источников питания. Второй источник 120 питания может быть функционально соединен с нагревательной схемой 160 для подачи питания для нагревания одного или более источников питания. Отличный от батареи источник 150 питания может быть функционально соединен с нагревательной схемой 160 для подачи питания для нагревания одного или более из источников питания. Контроллер 140 может быть функционально соединен между любыми из источников питания и нагревательной схемой 160 для управления подачей питания на нагревательную схему 160.

На ФИГ. 2 показан один пример устройства 200, генерирующего аэрозоль, включающий многие из тех же компонентов, которые содержит устройство 100 согласно ФИГ. 1. Устройство 200 отличается тем, что второй источник 230 питания может быть съемным и заменяемым. В частности, второй источник 230 питания может быть разъемно соединен с нагревательной схемой 160. Дополнительно или в качестве альтернативы второй источник 230 питания может быть разъемно соединен с устройством 110 для образования аэрозоля, контроллером 140, первым источником 120 питания или даже отличным от батареи источником 150 питания. Второй источник 230 питания может быть размещен в отсеке 232 в кожухе 205 устройства 200. Разъемное соединение с нагревательной схемой может позволить использовать источники питания одноразовых или съемных типов в качестве второго источника 130 питания.

Форма источника питания может влиять на скорость нагревания, в частности, на пороговую температуру. На ФИГ. 3 показан один пример первого источника 120 питания, который может использоваться в устройстве 100 или устройстве 200 в качестве батареи цилиндрической формы. На ФИГ. 4 показан один пример второго источника 130 питания, который может использоваться в устройстве 100 или устройстве 200 в качестве плоской батареи планарной формы. В целом скорость рассеивания тепла и скорость нагревания источника питания пропорциональна отношению площади поверхности к объему конкретного источника питания. Плоская планарная форма второго источника 130 питания может лучше подходить для быстрого нагревания.

В некоторых вариантах осуществления (не показаны), первый источник 120 питания может иметь плоскую форму (например, аналогичную батарее сотового телефона). Первый источник 120 питания может быть крупнее, чем второй источник 130 питания, и, соответственно, потреблять больше энергии при нагревании. Меньший второй источник 130 питания, даже имея такую же форму, что и первый источник 120 питания, может потреблять меньше энергии при нагревании.

На ФИГ. 5 показан один пример способа с использованием двухбатарейного устройства для нагревания. Способ 300 на этапе 302 может включать нагревание второго источника питания до тех пор, пока температура не превысит первую пороговую температуру. Температура, сравниваемая с первой пороговой температурой, может указывать на температуру второго источника питания. Первая пороговая температура может представлять минимальную рабочую температуру для второго источника питания. Нагревательная схема может использоваться для нагревания второго источника питания. Нагревательная схема может запитываться первым источником питания, вторым источником питания или даже отличным от батареи источником питания, таким как конденсатор. В одном примере может использоваться первый источник питания, имеющий большую емкость, чем второй источник питания.

Способ 300 на этапе 304 может также включать нагревание первого источника питания с использованием нагревательной схемы, питаемой вторым источником питания, до тех пор, пока температура не превысит вторую пороговую температуру. Температура, сравниваемая со второй пороговой температурой, может указывать на температуру первого источника питания. Вторая пороговая температура может представлять минимальную рабочую температуру для первого источника питания. В некоторых случаях вторая пороговая температура может быть выше первой пороговой температуры.

В некоторых случаях может использоваться нагревание отдельных источников питания. В других случаях источники питания можно нагревать вместе. Аналогично может использоваться определение температуры отдельных источников питания. В других случаях температура источников питания может быть представлена единственным измерением или значением температуры.

В некоторых вариантах осуществления второй источник питания также может использоваться для начала подачи питания на устройство для образования аэрозоля до достижения температурой второй пороговой температуры, что может давать возможность использовать устройство, генерирующее аэрозоль. Питание устройства для образования аэрозоля и использование устройства, генерирующего аэрозоль, могут вызывать повышение температуры первого источника питания в дополнение к или в качестве альтернативы питанию нагревательной схемы для прямого нагревания первого источника питания.

Способ 300 на этапе 306 может дополнительно включать использование первого источника питания для нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль, в ответ на достижение второй пороговой температуры. Необязательно второй источник питания может продолжать использоваться для нагревания устройства для образования аэрозоля одновременно с первым источником питания. В некоторых случаях после того, как первый источник питания достигает второй пороговой температуры, второй источник питания может быть перезаряжен с использованием первого источника питания для подготовки второго источника питания для следующего использования устройства.

Изобретение относится к устройствам для генерирования аэрозоля. Технический результат заключается в повышении эффективности работы устройства в более широком диапазоне температур. Технический результат достигается тем, что устройство (100), генерирующее аэрозоль, содержит первый источник (120) питания, устройство (110) для образования аэрозоля, выполненное с возможностью получения питания от первого источника питания и с возможностью генерирования аэрозоля из субстрата (170) для генерации аэрозоля. Устройство (100) также содержит второй источник (130) питания и нагревательную схему (160), выполненную с возможностью получения питания от второго источника питания для нагревания первого источника питания. Второй источник питания повышает эффективность работы в диапазоне температур, в котором первый источник питания может быть неэффективным. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство (100), генерирующее аэрозоль, содержащее:

кожух;

первый источник питания, расположенный в или на кожухе;

второй источник питания, расположенный в или на кожухе;

нагревательную схему, выполненную с возможностью получения питания от первого источника питания для нагревания второго источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры; и получения питания от второго источника питания для нагревания первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура второго источника питания превышает первую пороговую температуру, при том что температура первого источника питания ниже второй пороговой температуры; и

устройство (110) для образования аэрозоля, функционально соединенное с первым источником питания и выполненное с возможностью генерирования аэрозоля из субстрата для генерации аэрозоля в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает вторую пороговую температуру.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй источник питания выполнен с размером и формой, позволяющими нагревать его быстрее, чем первый источник питания.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй источник питания имеет большую площадь поверхности на единицу объема, чем первый источник питания.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый источник питания имеет более высокую энергоемкость, чем второй источник питания.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый источник питания имеет больший объем, чем второй источник питания.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагревательная схема выполнена с возможностью нагрева второго источника питания быстрее, чем первого источника питания.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагревательная схема дополнительно выполнена с возможностью получения питания от конденсатора для нагревания первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает первую пороговую температуру.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля до тех пор, пока температура первого источника питания или второго источника питания не превысит вторую пороговую температуру.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй источник питания перезаряжается с использованием первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает вторую пороговую температуру.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторая пороговая температура представляет собой температуру более высокую, чем первая пороговая температура.

12. Устройство по п. 1, дополнительно включающее контроллер, выполненный с возможностью определения температуры первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что температура второго источника питания сравнивается с первой пороговой температурой, а температура первого источника питания сравнивается со второй пороговой температурой.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что осуществляется активация нагревательной схемы или определение температуры первого источника питания или второго источника питания в ответ на включение устройства, генерирующего аэрозоль.

15. Способ нагрева субстрата для генерации аэрозоля, включающий:

определение температуры первого источника питания или второго источника питания, причем первый источник питания и второй источник питания расположены в или на кожухе;

нагревание второго источника питания с использованием нагревательной схемы, получающей питание от первого источника питания, в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры;

нагревание первого источника питания с использованием нагревательной схемы, получающей питание от второго источника питания, в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры, при том что температура первого источника питания ниже второй пороговой температуры; и

генерирование аэрозоля из устройства для образования аэрозоля с использованием питания от первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает вторую пороговую температуру.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что второй источник питания выполнен с размером и формой, позволяющими нагревать его быстрее, чем первый источник питания.

17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что второй источник питания имеет большую площадь поверхности на единицу объема, чем первый источник питания.

18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что первый источник питания имеет более высокую энергоемкость, чем второй источник питания.

19. Способ по п. 15, отличающийся тем, что первый источник питания имеет больший объем, чем второй источник питания.

20. Способ по п. 15, отличающийся тем, что нагревательная схема выполнена с возможностью нагрева второго источника питания быстрее, чем первого источника питания.

21. Способ по п. 15, отличающийся тем, что нагревательная схема дополнительно выполнена с возможностью получения питания от конденсатора для нагревания первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

22. Способ по п. 15, отличающийся тем, что второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает первую пороговую температуру.

23. Способ по п. 15, отличающийся тем, что второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля до тех пор, пока температура первого источника питания или второго источника питания не превысит вторую пороговую температуру.

24. Способ по п. 15, отличающийся тем, что второй источник питания перезаряжается с использованием первого источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает вторую пороговую температуру.

25. Способ по п. 15, отличающийся тем, что вторая пороговая температура представляет собой температуру более высокую, чем первая пороговая температура.

26. Способ по п. 15, дополнительно включающий контроллер, выполненный с возможностью определения температуры первого источника питания, второго источника питания или их обоих.

27. Способ по п. 15, отличающийся тем, что температура второго источника питания сравнивается с первой пороговой температурой, а температура первого источника питания сравнивается со второй пороговой температурой.

28. Способ по п. 15, отличающийся тем, что осуществляется активация нагревательной схемы или определение температуры первого источника питания или второго источника питания в ответ на включение устройства, генерирующего аэрозоль.

29. Устройство (100), генерирующее аэрозоль, содержащее:

кожух;

первый источник питания, расположенный в или на кожухе;

второй источник питания, расположенный в или на кожухе;

нагревательную схему, выполненную с возможностью получения питания от первого источника питания для нагревания второго источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры; и

устройство (110) для образования аэрозоля, функционально соединенное с первым источником питания и выполненное с возможностью генерирования аэрозоля из субстрата для генерации аэрозоля в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает вторую пороговую температуру, при этом второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает первую пороговую температуру.

30. Устройство (100), генерирующее аэрозоль, содержащее:

кожух;

первый источник питания, расположенный в или на кожухе;

второй источник питания, расположенный в или на кожухе;

нагревательную схему, выполненную с возможностью получения питания от первого источника питания для нагревания второго источника питания в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания ниже первой пороговой температуры; и

устройство (110) для образования аэрозоля, функционально соединенное с первым источником питания и выполненное с возможностью генерирования аэрозоля из субстрата для генерации аэрозоля в ответ на ситуацию, когда температура первого источника питания или второго источника питания превышает вторую пороговую температуру, при этом второй источник питания подает питание на устройство для образования аэрозоля до тех пор, пока температура первого источника питания или второго источника питания не превысит вторую пороговую температуру.